Глава 30

Технология лазерной размерной обработки деталей гтд

Растущая конкуренция, необходимость в сокращении производственного цикла и усложнение конструкции изделий заставляют производителей постоянно разрабатывать новые методы проектирования и производства за счет использования новых высоких технологий.

Одним из примеров высоких технологий является лазерная размерная обработка. Лазерный метод обработки - бесконтактный, обеспечивающий минимальное загрязнение зоны обработки. Кроме того, отсутствует механическое воздействие инструмента на материал, могут обрабатываться труднодоступные и локальные области деталей, нет вибраций, электрических и других паразитных воздействий на материал, работает исключительно концентрированный и локализованный источник энергии.

Существенным отличием лазерной технологии от большинства традиционных методов является пространственное разделение места формирования и места применения рабочей энергии. Это дает большую свободу для компоновки оборудования, возможность быстрого перераспределения энергии с одного рабочего места на другое или на несколько рабочих мест одновременно.

Лазерная техника и технологии могут очень эффективно осуществлять различные технологические процессы, если максимально использовать их преимущества. Однако нельзя ожидать, что лазерная обработка вытеснит традиционные методы. Она дополняет эти методы, делает то, что нельзя сделать ими.

Области применения лазерной технологии обработки материалов, несмотря на их большие технологические возможности, необходимо подбирать внимательно. Использование лазерных технологий оправданно, если их включение в произво­дственный процесс дает существенные выгоды по сравнению с традиционными: повышенная производительность и экономическая эффективность, обеспечение лучших качественных показателей.

Широкие перспективы внедрения процессов лазерной размерной обработки в технологии авиационного двигателестроения обусловлены особенностями конструкции и тенденциями развития современных газотурбинных двигателей.

Двигатели нового поколения характеризуются применением в их конструкциях деталей, изготавливаемых из труднообрабатываемых жаропрочных материалов, в том числе керамических и композиционных. Стремление к экономичности двигателей, снижению массы обусловило применение относительно маложестких деталей, изготовленных из тонкого высокопрочного листа. Наконец, для повышения тяги, ресурса двигателей в их конструкции находят все возрастающее применение охлаждаемые перфорированные детали.

Перечисленные особенности конструкции современных газотурбинных двигателей выдвинули ряд технологических проблем при их производстве.

Так как по своим физико-механическим свойствам конструкционные жаропрочные материалы приближаются к свойствам инструментальных материалов, стойкость режущего инструмента, применяемого для обработки деталей, мала. Это приводит к большой трудоемкости процессов механообработки, поскольку эти процессы осуществляются с малой скоростью во избежание катастрофически быстрого износа режущего инструмента. Высокая плотность мощности сфокусиро­ванного лазерного луча (-10⁷ Вт/см²) при лазерной обработке позволяет локально испарять практически любые труднообрабатываемые материалы, обеспечивая при этом достаточно комфортные условия труда и высокие качественные показатели обработки.

Основные направления развития лазерной технологии на ММПП "Салют" следующие:

лазерная резка листовых материалов (раскрой);

изготовление тонколистовых корпусных деталей (обрезка торцев в обечайках камеры сгорания и других деталях);

изготовление перфорации в различных деталях ГТД;

зачистка облоя и округление кромок в керамических стержнях для литья охлаждаемых лопаток;

лазерная маркировка.

„