Приложение Г
федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«рыбинский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ авиационный ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ »
(РГАТУ имени )
образовательная программа Профессиональной переподготовки
В ОБЛАСТИ электрохимической обработки лопаток ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
Для преподавателей модуля
ПМ 2 «Технологии инструментального производства при электрохимической обработке лопаток
газотурбинных двигателей»
2014 г.
1. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
Программа предназначена для обучения специалистов инструментального производства.
Данный модуль является инвариантным для инженеров-механиков в области обслуживания установок для электрохимической обработки, обучающихся по программе, ориентированной на инвестиционные проекты в области электрохимической обработки лопаток ГТД.
Целью изучения дисциплины является ознакомление с типами и видами технологической оснастки, применяемой в процессах электрохимической обработки лопаток ГТД, методами ее проектирования, используемыми материалами и оборудованием для ее изготовления.
В результате освоения дисциплины обучающийся по учебной программе должен:
ВЛАДЕТЬ:
- проектирования технологической оснастки для операции электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники на основе типовых конструкций;
УМЕТЬ:
- выбирать принципиальную схему технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники, позволяющую в процессе обработки детали формировать нанометрические геометрические элементы на ее поверхности,
- выбирать схему базирования лопаток газотурбинной техники при электрохимической обработке на основе требований ГОСТ 21495-76,
- рассчитывать силу закрепления лопатки в приспособлении для электрохимической обработки,
- рассчитывать погрешность обработки лопатки при её установке в приспособлении для электрохимической обработки с учетом нанометрического структурирования поверхности деталей,
- выбирать конструкционные материалы для изготовления базирующих элементов технологической оснастки для электрохимической обработки, использовать методы нанесения наноструктурированных покрытий на рабочие поверхности базирующих элементов технологической оснастки с целью повышения их эксплуатационных свойств,
- проектировать электрод-инструменты по чертежу лопатки,
- проектировать мастер-лопатку по модели электрод-инструментов;
ЗНАТЬ:
- уравнения равновесия детали в приспособлении,
- принципиальные схемы технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники, в том числе схемы, позволяющие в процессе обработки детали формировать нанометрические геометрические элементы на ее поверхности,
- типовые элементы технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники,
- базирующие элементы технологической оснастки с рабочими поверхностями, имеющими функциональные наноструктурированные покрытия (коррозионностойкие, износостойкие),
- типовые схемы базирования лопаток газотурбинной техники при электрохимической обработке,
- технические характеристики схем базирования лопаток газотурбинной техники при электрохимической обработке,
- методики решения уравнений равновесия детали относительно силы закрепления,
- уравнение суммарной погрешности обработки детали при её установке в приспособлении для электрохимической обработки,
- методики решения уравнения суммарной погрешности обработки детали при её установке в приспособлении для электрохимической обработки,
- методы построения эквидистантой поверхности электрод-инструмента,
- методы построения эквидистантой поверхности мастер-лопатки.
3. Перечень приобретаемых компетенций:
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен обладать следующими профессиональными компетенциями:
ПК 2.1. Проектировать технологическую оснастку для операции электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники.
4. Содержание (темы лекционного курса)
Тема 1. Типовые элементы технологической оснастки, ее принципиальные схемы и базирование лопаток при ЭХО
Принципиальные схемы технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники. Типовые элементы технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники. Схема базирования мастер-лопатки на операции изготовления рабочих поверхностей электродов-инструментов. Технические требования к мастер-лопатке, используемой при доводке рабочих поверхностей электродов-инструментов на операции круговой электрохимической обработки. Электроды-инструменты (ЭИ) для электрохимической обработки. Крепление ЭИ на шпинделе станка. Требования, предъявляемые к конструкции приспособления для круговой электрохимической обработки. Изучение методов повышения эксплуатационных свойств элементов технологической оснастки, в том числе за счет нанесения наноструктурированных покрытий.
Наноструктурированные многослойно-композиционные покрытия., используемые для упрочнения инструмента, используемого для обработки электродов и другой оснастки ЭХО. Фильтруемый, импульсно вакуумно-дугового синтез материалов с разделением процессов очистки и термоактивации поверхностей субстрата, фильтрацией осаждаемого конденсата от микрокапельной составляющей (технология IBAD). Обзор различных технологий изготовления наноструктурированных покрытий. Оборудование для реализации технологии IBAD. Результаты исследований по проблемам повышения эксплуатационных характеристик инструмента путем нанесения различных типов покрытий при использовании процессов CVD и PVD.
Тема 2. Силовые расчеты при проектировании технологической оснастки для операции ЭХО.
Методические подходы выполнения силовых расчетов приспособлений. Методика силового расчета оснасти для ЭХО. Исходные данные для проектирования, последовательность расчетов и результаты. Составление уравнений равновесия детали в приспособлении на примере лопаток ГТД.
Тема 3. Точностные расчеты при проектировании технологической оснастки для операции ЭХО.
Основные принципы выполнения расчета на точность приспособления. Исходные данные для проектирования, последовательность расчетов и результаты. Составление уравнения суммарной погрешности обработки детали при её установке в приспособлении для электрохимической обработки.
Тема 4. Проектирование электрод-инструментов и мастер-лопаток при ЭХО лопаток ГТД
Методы проектирования и изготовления электрод-инструментов (методы построения эквидистантой поверхности) по чертежу лопатки. Проектирование электрод-инструмента для операции ЭХО по чертежу лопатки. Требования, предъявляемые к конструкции электродов-инструментов для круговой электрохимической обработки: обеспечение обработки всех элементов проточной части лопатки на операции электрохимической обработки с минимальной погрешностью; минимальные затраты на проектирование, изготовление и доводку профиля электродов-инструментов; возможность обработки всех элементов проточной части лопатки без изменения конструкции (или с минимальной корректировкой) имеющегося оборудования и оснастки. Три основные конструкции электродов-инструментов.
Проектирование специальных электродов – инструментов для операции ЭХО позволяющих обеспечивать формирование нанометрических геометрических элементов на поверхности детали.
Проектирование мастер-лопатки (методы построения эквидистантой поверхности) для изготовления электрод-инструмента. Сущность процесса проектирования мастер-лопатки.
Преимущества и недостатки изготовления рабочих поверхностей ЭИ с использованием мастер-лопатки.
Анализируется алгоритм изготовления электродов-инструментов с применением мастер-лопатки.
5. Перечень лабораторных работ.
5.1 Изучение принципиальных схем технологической оснастки для закрепления лопаток на операциях ЭХО
Работа проводится в лаборатории производства ВРД кафедры технологии авиационных двигателей и общего машиностроения РГАТУ имени .
Цель работы - изучение основных схем технологической оснастки для закрепления лопаток на операциях ЭХО. Схема базирования лопатки с использованием поверхностей хвостовика. Схема базирования лопатки с использованием поверхностей хвостовика и центровочного отверстия на технологической бобышке. Схема базирования лопатки по трем центровочным отверстиям. Схема базирования лопатки по двум центровочным отверстиям, торцу хвостовика и конусу на технологической бобышке
Изучаются приспособления, отвечающее требованиям базирования и требованиям обработки ЭХО.
5.2 Составление уравнений равновесия и разработка расчетных схем закрепления лопаток при выполнении операции ЭХО при анализе различных конструкций приспособлений.
Работа проводится в лаборатории производства ВРД кафедры технологии авиационных двигателей и общего машиностроения РГАТУ имени .
Анализируются различные конструкции приспособлений для ЭХО. Выполняется разработка расчетных схем и составляются уравнения равновесия закрепления лопаток при выполнении операции ЭХО. Выполняются типовые расчеты приспособлений ЭХО.
6. Перечень практических занятий.
6.1 Выбор принципиальных схем технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники.
Цель работы - выбор принципиальных схем технологической оснастки для ЭХО. Выбор типовых элементов технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники.
Выбор принципиальных схем технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники. Выбор схем технологической оснастки, позволяющих в процессе обработки детали формировать нанометрические геометрические элементы на ее поверхности. Выбор типовых элементов технологической оснастки для электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники и методов повышения их эксплуатационных свойств, в том числе за счет нанесения наноструктурированных покрытий.
6.2 Расчет потребной силы закрепления лопатки в приспособлении при ЭХО
Цель работы - расчет потребной силы закрепления лопатки в приспособлении при ЭХО.
Выполняется построение кинематической схемы закрепления лопатки в приспособлении при ЭХО и ее расчет.
6.3 Расчет погрешности обработки лопатки при её установке в приспособлении для электрохимической обработки.
Цель работы – расчет погрешности обработки лопатки при её установке в приспособлении для электрохимической обработки.
Выполняется выявление основных погрешностей обработки проточной части лопатки в приспособлении на операции ЭХО и их расчет.
7. Вопросы для самопроверки
1. Какие требования предъявляются к конструкции электродов – инструментов:
А) обеспечение обработки всех элементов проточной части лопатки на операции электрохимической обработки с минимальной погрешностью;
Б) минимальные затраты на проектирование, изготовление и доводку профиля электродов-инструментов;
В) возможность обработки всех элементов проточной части лопатки без изменения конструкции (или с минимальной корректировкой) имеющегося оборудования и оснастки.
2. В чем преимущества формирования
кромок лопатки двумя электродами-инструментами
А) простота изготовления, по сравнению с другими конструкциями ЭИ;
Б) возможность использования импульсно-циклической кинематической схемы перемещения ЭИ без ее доработки на операциях электрохимической обработки;
В) обработка всех элементов проточной части лопатки с минимальной погрешностью и без образования необработанных зон;
Г) минимальные затраты на проектирование, изготовление и доводку профиля электродов-инструментов.
3. В чем недостатки использования схемы обработки элементов проточной части лопатки с использованием четырех электродов-инструментов, двух центральных (служащих для обработки «спинки» и «корыта» лопатки) и двух боковых (для формирования входной и выходной кромок).
А) невозможность получения окончательной формы входной и выходной кромок;
Б) сложность настройки операции круговой электрохимической обработки и окончательной доводки профиля электродов-инструментов;
В) резкое усложнение конструкции оборудования и оснастки;
Г) невозможность реализации метода, отсутствие специального оборудования.
4. Укажите ппреимущества изготовления рабочих поверхностей ЭИ с использованием мастер-лопатки
А) Высокая жесткость мастер-лопатки.
Б) Способ позволяет учесть погрешность расположения детали и электродов-инструментов в камере станка;
В) Высокая скорость окончательной доводки ЭИ.
Г) Отсутствует необходимость в проектировании дополнительного технологического звена (мастер-лопатки, эталона).
Д) Неограниченное количество обжигов ЭИ (при условии стабильности протекания процесса).
5. Укажите преимущества изготовления рабочих поверхностей ЭИ С использованием лезвийной обработки
А) Способ позволяет учесть погрешность расположения детали и электродов-инструментов в камере станка;
Б) Высокая скорость окончательной доводки ЭИ.
В) Неограниченное количество обжигов ЭИ (при условии стабильности протекания процесса).
Г) Высокая скорость окончательной доводки ЭИ.
Д) Отсутствует необходимость в проектировании дополнительного технологического звена (мастер-лопатки, эталона).
6. Выделите принципиальные требования, предъявляемые к конструкции приспособления для круговой электрохимической обработки
А) материал: алюминий;
Б) корпус приспособления должен быть изолирован от обрабатываемой детали.
В) элементы базирования изготавливаются из ниобия (марки ВН3-1) или высокопрочного пластика.
Г) приспособление должно быть легким и прочным.
7. В чем преимущества и недостатки изготовления рабочих поверхностей ЭИ с использованием мастер-лопатки.
8. Перечислите исходные данные, необходимые для силового расчета при проектировании технологической оснастки для операции ЭХО.
9. Перечислите исходные данные, необходимые для расчета на точность технологической оснастки для операции ЭХО.
8. Задание для итоговой оценки испытуемого
Слушателю выдается практическое задание – разработать технологическую оснастку для операции электрохимической обработки лопаток газотурбинной техники. Время выполнения задания - 40 часов. (Оценочные средства ПМ2)
Компетенция считается сформированной, если в ходе наблюдения за процессом разработки технологической операции обработки лопатки газотурбинной техники зафиксирована деятельность, отвечающая всем критериям оценки в соответствии со следующими показателями:
1 Схема работы приспособления обеспечивает обработку профиля лопатки
2 Схема базирования лопатки в приспособлении соответствует операционному эскизу
3 Схема закрепления лопатки в приспособлении обеспечивает её неподвижность во время обработки
4 Погрешность разработанного приспособления не превышает заданной
5 Габаритные размеры приспособления позволяют установить его в рабочей камере станка
6 Назначенный материал деталей приспособления относится к группе коррозионностойких
7 Геометрия формообразующей части электрод-инструментов соответствует чертежу лопатки
8 Геометрические характеристики мастер-лопатки соответствуют форме рабочей части электрод-инструментов
9 Время выполнения задания не превышает 40 часов
9. Перечень рекомендуемой литературы
Основные источники
1 Лившиц, А. Л., , и др. Электроимпульсная обработка металлов. Под ред. . – СПБ : Лет Ме Принт, 2013. – 156 с.
2 Житников, В. П., Зайцев электрохимическая размерная обработка. – М.: Машиностроение, 2008. – 413 с.
3 Автоматизация технологии изготовления газотурбинных двигателей. , , Кожина «Машиностроение», 2012.- 560 с.
Дополнительные источники
4 Наукоемкие технологии в машиностроении. , , Базров «Машиностроение», 2012.- 258 с.
5 Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники. , Саушкин Б. П. - М. : Изд-во МГТУ, 2010. - 437 с. : ил.
