5. Электрохимическая обработка лопатки турбины.

Процесс основывается на явлении растворения анода в процессе электролиза. В зазорах между катодами и поверхностью анода (лопатки) при пропускании электрического тока. Применяется ток большой плотности, при котором происходит интенсивное растворение металла с поверхности анода (лопатки). Циркуляция электролита производится для удаления продуктов анодного растворения, охлаждаемого электрода и перемещаемого электролита. Оборудование: установки для электрохимической обработки пера лопатки модели АГЭ – 2 и ЭХО – 1.

Схема установки для обработки электрохимическим методом пера лопатки.

Перо обрабатывается одновременно по спинке и по корыту, электроды изготавливаются из быстрорежущей стали 1Х18Н9Т методом обратного копирования относительно эталонной лопатки, с точностью 0,005 мм. Применяется обратная полярность на станках либо слесарно – механическим методом. Электроды практически не изнашиваются. Исходная заготовка – штампованная лопатка с предварительно обработанной входной и выходной кромками, базовыми поверхностями со стороны замка и технологической бобышки. Подвод электрического тока происходит через скосы клина замка, чистота поверхности не ниже 6го класса. Электролит – 10 – 15% водный раствор хлористого натрия. Режимы: лопатка с жаропрочных сплавов на никелевой основе. Плотность тока 15 – 30 А/см². Плотность электролита: 1,1 – 1,14 гр/см². Температура: 20 - 30С. Напряжение тока: 10 – 16 В, зазор 0,2 – 0,3 мм. Точность зависит от равномерности распределения припуска точности изготовления электрода и равномерности распределения потока электролита. Электрохимической обработкой обеспечивается точность профиля пера 0,3 – 0,4 мм, чистота поверхности 6 -7 класс, припуск на шлифование и полирование 0,3 – 0,5 мм.

Дстоинства: микротвёрдость поверхностного слоя не изменяется, отсутствуют остаточные напряжения.

Недостатки: происходит растравливание по границам зерён с глубиной до 0,03 мм. Этот слой убираем шлифованием и полированием.

Для лопатки длиной до 250 мм с припуском до 2 – 3 мм на сторону время обработки около 1 минуты, мощность установки 75 – 100 кВт. Электрохимическая обработка в основном применяется как предварительная обработка, т.к. нет необходимости в сложных копировальных станках, режущий инструмент из дорогих сталей, сокращается время подготовки производства.

6. Особенности обработки лопаток компрессоров из алюминиевых сплавов.

Предварительная обработка пера рабочих и спрямляющих лопаток компрессора выполняется фрезерованием или электрохимической обработкой. Фрезерование применяется круговое, узкими поперечными строчками пера лопатки ширина до 1,50 мм на специальных станках. Обрабатываемая лопатка и копир вращаются с одинаковой скоростью на поперечных салазках станка устанавливается фрезерная головка с дисковой трёхсторонней фрезой и стойка с роликами совершают возвратно – поступательное движение в поперечном направлении при непрерывном продольном перемещении суппорта.

Режимы фрезерования для алюминиевых сплавов: V_p=200…250 м/мин; S=0,05 мм/зуб. Для остальных лопаток V_p=20 – 30 м/мин; S=0,05 – 0,02 мм/зуб.

Достоинства:

1. уменьшение корабления пера

2. обработка с одной установки

3. одновременная обработка лопаток с двух сторон

4. возможна обработка лопатка с большой закруткой.

Недостатки:

1. требуется без зазорное сцепление зубчатых колёс (зазор уменьшает точность обработки).

2. необходимость обработки одновременно с обеих сторон.

3. низкая производительность

4. уменьшение скорости и снижение величины подачи.

Для лопаток из титановых сплавов применяются другие режимы электрохимической обработки и более сложные электролиты (NaCl – 1 – 1.2% NH4Cl).

Чистовая обработка пера после предварительной обработки предусматривает шлифование спинки и корыта абразивной лентой и полирование спинки и корыта одновременно или раздельно. Для увеличения усталостной прочности лопатку подвергают деформационному упрочнению.

Достоинства шлифования абразивной лентой:

1. Эластичность абразивной ленты даёт возможность равномерного снятия припуска.

2. Скорость ленты не зависит от износа (износ абразивного круга приводит к уменьшению диаметра и уменьшение точности).

3. Поверхность ленты больше поверхности круга, следовательно увеличивается производительность и улучшается охлаждение.

4. Шлифование абразивными лентами с охлаждаемым минеральным маслом или эмульсией приводит к возникновению сжимающих напряжений (при шлифовании кругами, получается растягивающее напряжение).

5. Смена лент легче, ленты безопасны в работе. Шлифование абразивной лентой поверхности пера производится методом обкатки, путём качания деталей и кулачка вокруг неподвижной оси либо планетарного качаня деталей вокруг неподвижной кулачка.