Оглавление

1. Разработка технологической схемы сборки узла (сб. единицы). 2

1.1. Назначение узла, краткое описание его конструкции и анализ технических требований на сборку. 2

1.2. Технологический анализ конструкции узла. 5

1.3. Выбор методов обеспечения заданной точности. 6

1.4. Разработка технологической схемы сборки. 6

1.5. Разработка технологического процесса сборки с выбором оборудования, инструментов. 7

2. Разработка технологического маршрута изготовления детали. 13

2.1. Назначение детали в узле, анализ технических требований чертежа детали, разработка схем контроля по основным параметрам точности. 13

2.2. Отработка конструкции на технологичность для заданного типа производства. 16

2.3. Обоснование выбора материала детали: критерии выбора, условия эксплуатации, возможные варианты материала. 18

2.4. Выбор и обоснование метода получения заготовки. 20

2.4.1. Обоснование получения заготовки. 20

2.4.2. Получение отливки. 23

2.5. Маршруты обработки основных поверхностей детали. 24

2.6. Выбор баз и анализ схем базирования для нескольких операций. 25

2.7. Разработка маршрута изготовления детали для заданного типа производства с выбором технологического оборудования, инструментов. 27

2.8. Разработка технологических наладок для операций с выбором режущих инструментов, обоснованием и расчетом режимов обработки и припусков. 46

3. Научно-исследовательская часть 48

3.1. Абразивный инструмент 48

3.2. Поверхностные остаточные напряжения, формируемые в процессе интегральной абразивной обработки. 53

Список использованных источников 60

1. Разработка технологической схемы сборки узла (сб. единицы).

   1. Назначение узла, краткое описание его конструкции и анализ технических требований на сборку.

Колесо турбины низкого давления (ТНД) служит для передачи крутящего момента, создаваемого лопатками, на вал.

Колесо ТНД включает в себя: 1 – диск ТНД; 2 – фиксатор; 3 – рабочую лопатку ТНД; 4 – демпфер; 5,6 – пластины; 7 – пластину замковую ТНД.

Базовая деталь – диск ТНД 1 (1 шт.) представляет собой тело вращения. Состоит из обода с замками «елочного» профиля, в которые устанавливаются лопатки, ступицы, которая устанавливается на вал, а также фланца, необходимого для крепления к первой ступени турбины.

Рабочая лопатка ТНД 3 (122 шт.) устанавливается в обод диска ТНД замковой частью в виде «елочки». Имеет бандажную полку с углублениями по бокам, предназначенными для установки туда демпфера 4 (122 шт.). Также имеет перо сложной формы, за счет которого происходит взаимодействие с газовой средой.

Пластины 5 (58 шт.) и 6 (58 шт.) представляют собой тонкий слой металла небольших размеров, имеют отверстие. Устанавливаются в пазы в лопатках и диске, таким образом не давая лопаткам передвигаться в двух противоположных направлениях.

Замковая пластина 7 (3 шт.) имеет схожую форму с пластинами 5 и 6, но также имеет специальный замок. Устанавливается в специальные пазы, сделанные в диске, в порядке, указанном на схеме.

Прокладка 8 (3 шт.) устанавливается между фиксатором 2 (3 шт.) и замковой пластиной 7.

Колесо ТНД эксплуатируется в тяжелых условиях. На него воздействуют высокие центробежные (частота вращения до 8000 об/мин) и температурные нагрузки (температура газа на входе до 1100 ̊С).

Анализ технических требований:

Допуск радиального биения крайних точек лопаток колеса ТНД относительно баз К и Л не более 0,06 мм. Требование назначено исходя из обеспечения минимального дисбаланса колеса. Поверхность Л является поверхностью сопряжения колеса второй ступени турбины с колесом первой ступени, а на размер К устанавливается колесо. Выполнение требование способствует тому, что колесо будет вращаться относительно оси вала компрессора, а не относительно собственной. Схема контроля представлена на рисунке 1. Требование обеспечивается тонким алмазным точением поверхностей лопаток, установленных на колесе.

Зазоры между пластинами поз. 5 и 6 и пазами диска ТНД и лопаток ТНД в вертикальной плоскости 0,04…0,3 мм, в горизонтальной – 0,2…0,805 мм, а также зазор между пластиной поз. 7 и пазом лопатки. Требования назначены исходя из тяжелых условий работы колеса ТНД, в частности, высоких температурных нагрузок. Схема контроля представлена на рисунке 2. Требование обеспечивается доработкой напильником поверхности Ю для пластин поз. 7, и подбором для пластин поз. 5 и 6.

Рисунок 1 - Контроль радиального биения

Рисунок 2 - Контроль зазора

Натяг между бандажными полками лопаток 0,183…0,083 мм. Требование назначено исходя из обеспечения минимального дисбаланса колеса.

Требование обеспечивается путем продвижения сцепленных лопаток в пазы постукиваниями молотком.

Качка лопаток на диаметре мм – 0,15…0,8 мм до постановки пластин, 0,15…0,9 мм после сдаточных испытаний. Требование назначено исходя из обеспечения минимального дисбаланса колеса. Требование обеспечивается установкой лопаток в пазы согласно данным о статическом моменте лопаток.

1. Технологический анализ конструкции узла.

В конструкции узла не используются стандартные элементы. Коэффициент стандартизации

где Е, общее число сборочных единиц и стандартных сборочных единиц в конструкции; Д, число деталей и число стандартных деталей, не входящих в сборочные единицы. Соответственно:

Коэффициент сборности, показывает возможность расчленения на рациональное число составных частей, сборку которых можно производить независимо друг от друга

где Е- число сборочных единиц ; Д- число деталей, не вошедших в сборочные единицы. Соответственно

что говорит о том, что конструкция не позволяет автоматизацию сборочных работ, вся сборка выполняется вручную.

1. Выбор методов обеспечения заданной точности.

Точность конструкции достигается пригонкой пластин. Так же используется метод неполной взаимозаменяемости. Помимо этого, точность конструкции конечного изделия зависит от точности изготовления входящих в его состав деталей.

1. Разработка технологической схемы сборки.

Сборка колеса ТНД проводится в 1 узле. Стандартных сборочных единиц не имеется, как и стандартных изделий.

1. Разработка технологического процесса сборки с выбором оборудования, инструментов.

Операция 005 Контрольная

Оборудование: Контрольный стол

Входной контроль деталей, поступающих на сборку.

Операция 010 Определение статических моментов лопаток

Оборудование: Комплекс АРМКо-1

Операция 015 Слесарно-сборочная

Оборудование: Поворотный стол

Операция 020 Слесарная (маркировка лопаток)

Оборудование: Слесарный верстак

Операция 025 Слесарно-сборочная

Оборудование: Слесарный верстак

Операция 030 Слесарная (Маркировка пластин)

Оборудование: Слесарный верстак

Операция 035 Токарно-винторезная

Оборудование: Токарно-винторезный станок 1М65

Операция 040 Слесарная

Оборудование: Слесарный верстак

Операция 045 Моечная

Оборудование: Моечная машина

Операция 050 Моечная

Оборудование: Моечная машина

Операция 055 Слесарно-сборочная

Оборудование: Слесарный верстак

Операция 060 Контрольная

Оборудование: Контрольный стол

1. Разработка технологического маршрута изготовления детали.

   1. Назначение детали в узле, анализ технических требований чертежа детали, разработка схем контроля по основным параметрам точности.

Лопатка ротора турбины воспринимает энергию от сжатого и нагретого газа и преобразует ее в механическую энергию вращения ротора. Она относится к числу наибо­лее нагруженных элементов газотурбинного двигателя.

Профильная часть лопатки - перо лопатки кроме растяжения от цен­тробежных сил, изгиба и кручения от газового потока испытывает пере­менные напряжения от вибрационных нагрузок, амплитуда и частота ко­торых меняются в широких пределах. Наиболее чувствительным пара­метром для лопатки является большой градиент температуры.

При работе двигателя на переходных режимах в кромках пера воз­никают напряжения, связанные с различием термического расширения тонких и утолщенных элементов пера. В замке лопатки помимо цикличе­ских растягивающих напряжений возникают значительные контактные напряжения, которые могут вызвать локальные разрушения в зоне кон­такта.

В конструкции лопатки можно выделить три элемента - замок (хвостовик) елочного типа, перо и бандажные полки. Перо лопатки имеет сложную пространственную форму с переменным профилем в поперечных сечениях по длине. Сечения повер­нуты относительно друг друга, образуя закрутку пера.

Сопряжение между пером и хвостовиком, а также между пером и бандажными полками образовано радиусными поверхностями. Основные рабочие поверхности лопатки - корыто, спинка, входная и выходная кромки выполняются с высокой точностью.

Между заданными сечениями профиля пера необходимо обеспечить плавный переход. Кон­туры входной кромки по всей длине пера следует выполнять без огранки с плавным переходом. На пере лопатки необходимо создать термобарь­ерное трехслойное керамическое покрытие.

Исходя из условий эксплуатации к детали предъявляются следующие технические требования:

1. Для пера:

отклонение профиля спинки и корыта Пс=Пк=0,12 мм,

отклонение толщины профиля пера Cmax= Пс+Пк=0,24 мм,