Статья с результатами исследований была опубликована в журнале «Станкоинструмент».
Сопловые лопатки входят в сопловой аппарат газовой турбины и предназначены для расчетного направления газового потока на рабочие лопатки и создания необходимого крутящего момента ротора газотурбинного двигателя. Их изготавливают из труднообрабатываемых жаропрочных сплавов на никелевой основе. И до этого производство велось обычным методом шлифования на различных универсальных, либо модернизированных токарно-лобовых станках, управляемых вручную. Но ни один из них не обеспечивал необходимого качества обработки. Учёные из Политеха совместно со специалистами АО «Авиадвигатель» предложили новый высокопроизводительный технологический процесс изготовления и сборки лопаток и узлов соплового аппарата путем совмещения операций цифрового контроля фактической площади проходного сечения и автоматизированного управляемого процесса глубинного шлифования различных базовых поверхностей сопловых лопаток на новом 5-осевом профилешлифовальном станке с числовым программным управлением.
Перед началом испытаний, разработчики значительно переоборудовали станок. Например, импортные шлифовальные круги заменили на отечественные, которые ничем не уступают по стойкости и производительности. Кроме того, аналог позволит сократить расходы на комплектующие в 5 раз.Новый станок имеет современную конструкцию и концепцию системы управления, которая обеспечивает высокую производительность и точность обработки, а на деталях не появляются трещины и прижоги. Наличие ЧПУ даёт больше возможностей для корректировки процесса. Для этого мы создали специальное программное обеспечение, - делится декан механико-технологического факультета ПНИПУ, доктор технических наук, Михаил Песин.
На старом оборудовании многие детали выходили со значительными геометрическими отклонениями, поэтому в процесс производства было решено внести корректировки с помощью специального программного обеспечения, которое установили в ЧПУ. Благодаря оцифровки оно позволяет учесть величину искажения фактических литейных погрешностей поверхности профиля пера лопаток, а также рассчитать угол разворота и смещения. За счёт СПО удалось снизить все расхождения к минимуму.
Результаты исследований учёных Пермского Политеха уже внедрены и применяются в производстве на заводе «ОДК-Авиадвигатель». Благодаря новой технологии удалось существенно повысить производительность и точность изготовления и сборки сопловых аппаратов газовых турбин. Разработчики даже смогли зарегистрировать патент. По новой технологии обработано более 26 комплектов сопловых аппаратов и более 1000 сопловых лопаток . Данная разработка позволит увеличить производительность трудоёмких в изготовлении деталей в 3 раза, повысит их качество, а также сократит затраты на ежегодное изготовление стапелей и барабанов, которые необходимых для шлифовки деталей, на 4 миллиона рублей. Кроме того, разработка поможет повысить технологический суверенитет России и выполнить большой государственный заказ по строительству новых самолётов.