Изготовление основных деталей авиадвигателей. Технология изготовления валов.

4 технологических схемы обеспечения точности детали:

При анализе схем обработки рассматриваем КР «взаимное биение» поверхностей 1 и 2.

При обработке по схеме 1 этот размер формируется в первой операции (внутриоперационный), при этом не влияет на анализируемый размер, то есть достигается наивысшая точность расположения этих поверхностей.

Схема 2: поверхность I обработана в предыдущей операции и используется в качестве установочной базы (межоперационный размер). Точность взаимного расположения поверхностей I и II будет уменьшаться, так как суммарная погрешность влияет на погрешность установки. Для увеличения точности необходимо использовать высокоточную технологическую оснастку.

Схема 3: обработка проводится от одной и той же базы, но с переустановкой, например, на различных станках. Обе поверхности обрабатываются как межоперационные. Так как размеры формировались как межоперационные в суммарную погрешность, необходимо включить четыре составляющие: 2 погрешности обработки и 2 погрешности установки.

Схема 4: размеры поверхностей I и II формируются как межоперационные со сменной базой, так как базовые поверхности имели погрешность взаимного расположения погрешность базирования ( ), то суммарная погрешность будет включать 5 составляющих : две и две и погрешность .

Конструкция, технологические требования. Материалы.

Валы ГТД условно можно разделить на четыре группы конструктивно-технологическим признакам:

- длинные валы ротора (длина до 2,5 м);

- вал каскада НД;

- короткие валы ротора (цапфа);

- валы ротора средней длины с профильными поверхностями;

- валы для передачи крутящего момента к коробкам приводов.

Все валы имеют шейки под подшипники и эти поверхности являются конструкторскими базами. Относительно конструкторских баз задается расположение рабочих поверхностей (шлицевые и зубчатые венцы, посадочные диаметры на фланцах, радильные отверстия и т. д.). Точность расположения рабочих поверхностей относительно конструкторских баз 0,02…0,04 мм. Шероховатость конструкторских и рабочих поверхностей 0,08…0,63. Свободные поверхности валов также изготавливаются с увеличенной точностью (8-9 квалитет), точность расположения до 0,08. Шероховатость свободных поверхностей 1,25…2,5.

Для изготовления валов ГТД применяются легированные стали трех групп: азотируемые, цементируемые, термоулучшаемые.

- цементируемая, глубина цементного слоя 0,9…1,2 м, .

- термоулучшаемая, .

- азотируемая, , глубина азотируемого слоя 0,7…0,9 мм.

Кроме указанных материалов для компрессора используются специально ЭИ961, ЭП517; для турбины ЭИ437, ЭП741.

Общие принципы построения технологического процесса.

Заготовки валов получаются методами горячего деформирования. Припуск на сторону может быть от 1,5 до 6 мм в зависимости от метода получения заготовки.

После получения заготовки проводится нормализация для улучшения обрабатываемости и очистки заготовки методами химического травления или обдувкой.

Технический процесс механической обработки валов разделяется на этапы:

- черновой;

- получистый;

- чистый;

- отделочный.

Первая группа контроля.

В черновом этапе снимается 70% припуска и происходит его выравнивание. От произвольной заготовки отрезается образец для испытаний по первой группе контроля. Образец отправляется в заводскую лабораторию, где проводится полный комплекс микроструктурных исследований и механических испытаний. Все образцы хранятся в пределах ЖЦ двигателя.

Вторая группа контроля.

Для каждой детали проводятся механические испытания. Одна деталь из партии – полный комплекс.

Третья группа контроля.

Измеряется твердость на каждой детали и механические исследования для одной детали.

Для защиты от цементации применяются три метода:

1. меднение (покрытие медью);

2. оставление припуска под обработку после цементации, но перед закалкой;

3. исследование первым и вторым методами совместно.

Недостаток третьего метода: увеличение , так как детали нужно дважды возить в термический цех.

Для защиты от азотирования применяется лужение (покрытие оловом).

Все основные элементы вала формируются в чистовом этапе обработки по второй технологической схеме. Мелкие элементы (резьба, мелкие шлицы) обрабатываются в окончательном этапе обработки.

На чистовых этапах внутренняя поверхность обрабатывается раньше, чем наружная. Затем по второй технологической схеме обеспечивается требуемое биение наружных поверхностей относительно внутренних.

В отделочно-упрочняющем этапе проводится полировка поверхностей и упрочнение. Чаще всего используются методы обкатки шариком или роликом или алмазное выглаживание.