Роботизация технологического процесса электроэрозионной обработки отверстий лопатки турбины высокого давления
DOI:
https://doi.org/10.54708/26587572_2026_81245Ключевые слова:
электроэрозионная обработка, ряды перфораций, роботизация технологического процессаАннотация
Рассмотрены проблемы, присущие электроэрозионной обработке в авиамоторостроительной отрасли. Выявлены такие распространенные проблемы серийной технологии, как значительный износ электрод-инструмента, формирование измененного (дефектного) слоя, изменение торцевой поверхности инструмента и относительно низкая производительность обработки. Среди них наиболее экономически значимой является относительно низкая производительность. Выдвинуто предложение по роботизации электроэрозионной обработки для сокращения времени на вспомогательные операции. Предложены две компоновки робототехнического комплекса, включающего пять единиц технологического оборудования, в том числе копировально-прошивные станки и станки типа супердрель и один робот-манипулятор. По результатам имитационного моделирования определена оптимальная компоновка с наиболее равномерной загрузкой технологического оборудования. Подобрано технологическое оборудование, исходя из требований по производительности и точности. Для обслуживания технологического оборудования разработана система быстросъемной автоматизированной оснастки и система линейных перемещений робота-манипулятора. Полученная схема робототехнического комплекса позволила существенно повысить производительность и сократить число производственных рабочих, необходимого для обслуживания пяти единиц технологического оборудования.Библиографические ссылки
Inozemtsev A.A., Sandratsky V.L. Gas turbine engines. Perm: OJSC «Aviadvigatel», 2006. P. 1204. (in Russian) [Иноземцев А.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Пермь: ОАО «Авиадвигатель», 2006. 1204 с.].
Saitov E.N., Nikolaeva Ya.O., Bikbulatov A.M. Efficiency of various air cooling systems for gas turbine unit blades // Bulletin of Science and Education, 3, 5–9 (2019). (in Russian) [Саитов Э.Н., Николаева Я.О., Бикбулатов А.М. Эффективность различных систем воздушного охлаждения лопаток газотурбинной установки // Вестник науки и образования. №3. 5–9 (2019).].
Tikhonov A.S., Samokhvalov N.Y. Analysis of the use of profiled perforation holes to improve the quality of film cooling of the nozzle blade back // Bulletin of USATU. 16 (5) 20–27 (2012). (in Russian) [Тихонов А.С., Самохвалов Н.Ю. Анализ использования профилированных отверстий перфорации для повышения качества пленочного охлаждения спинки сопловых лопаток турбин // Вестник УГАТУ. 16 (5) 20–27 (2012).].
Chai, Mingxia, Li, Zhiyong, Yan, Hongjuan, Sun, Xiaoyu, Experimental Investigations on Aircraft Blade Cooling Holes and CFD Fluid Analysis in Electrochemical Machining. // Advances in Materials Science and Engineering, (2019). DOI: 10.1155/2019/4219323
Guohua ZHANG, Rui ZHU, Gongnan XIE, Shulei LI, Bengt SUNDÉN, Optimization of cooling structures in gas turbines: A review. // Chinese Journal of Aeronautics, 35 (6) 18-46 (2022). DOI: 10.1016/j.cja.2021.08.029.
Yifan Yu, Shuliang Dong, Feilong Liu, Zixuan Cui, Xianhui Hou, Libao An. A review of advances in electrical discharge machining: From flow field to multiphysics coupled simulations. // Results in Engineering, 27 (2025). DOI: 10.1016/j.rineng.2025.106631
Khabibullin M.R., Fetsak S.I. Approaches to improve quality of electric-discharge holes drilling // In collection: Machine tool engineering and innovative machinery. Issues and point of increase. Materials of XIII Russian science and technical conference, 119-122 (2025). (In Russian) [Хабибуллин М.Р., Фецак С.И. Подходы к улучшению качества электроэрозионного сверления отверстий // В сборнике: Станкостроение и инновационное машиностроение. Проблемы и точки роста. Материалы XIII Всероссийской научно-технической конференции, 119-122 (2025)].
Mao, X., Wu, G., Tran, M. et al. Electrical discharge drilling of blind holes with injection flushing dielectric and stepped electrodes // Int J Adv Manuf Technol, 132, 495–511 (2024). DOI: 10.1007/s00170-024-13396-z
Eliseev Yu.S., Saushkin B.P. electric-discharge machining of aerospace engineering products. Moscow: Publishing House of Bauman Moscow State Technical University, 2010. P. 437. (in Russian) [Елисеев Ю.С., Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 437 .].
Artamonov B.A., Volkov Yu.S., Droazhalova V.I. et al. Electrophysical and electrochemical methods of material processing. Study guide (in 2 volumes). Vol.I. Processing of materials with the use of tools / Ed. by V.P. Smolentsev. Moscow: Vysshaya Shkola, 1983. P. 247. (in Russian) [Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). Т.I. Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. М.: Высшая школа, 1983. 247 с.].
Ivanov P.A., Ramenskaya E.V., Shaporev V.D. et al. Influence of electric-discharge machining machining modes on the quality of the surface layer // Current Problems of Astronautics, 10–12 (2020). (In Russian) [Иванов П.А., Раменская Е.В., Шапорев В.Д. и др. Влияние режимов электроэрозионной обработки на качество поверхностного слоя // Актуальные проблемы космонавтики. 10–12 (2020).].
Foteev N.K. Technology of electric-discharge machining. Moscow: Mashinostroenie, 1980. P. 184. (in Russian) [Фотеев Н.К. Технология электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение, 1980. 184 с.].
Jiao, Anyuan, Liu, Weijun. Study of Manufacturing Process of Holes in Aeroengine Heat Shield. // International Journal of Aerospace Engineering, (2019). DOI: 10.1155/2019/5194268
F.T.B. Macedo, M. Wiessner, C. Hollenstein, F. Kuster, K. Wegener, Investigation of the Fundamentals of Tool Electrode Wear in Dry EDM. // Procedia CIRP, 46, 55-58 (2016). DOI: 10.1016/j.procir.2016.03.170
Mao, Xuanyu & de Almeida, Sergio & Mo, John & Ding, Songlin. The state of the art of electrical discharge drilling: a review. // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 121, DOI: 10.1007/s00170-022-09549-7
Schulze, H. P., & Schätzing, W. Influences of different contaminations on the electro-erosive and the electrochemical micro-machining. // Procedia Cirp, 6, 58-63 (2013). DOI: 10.1016/j.procir.2013.03.014
Hung Sung Liu, Biing Hwa Yan, Chien Liang Chen, Fuang Yuan Huang, Application of micro-EDM combined with high-frequency dither grinding to microhole machining // International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46, 80-87 (2006). DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2005.03.017
Patent RF № 2824368C1, 22.2024. (in Russian) [Патент РФ № 2824368C1, 22.2024].
Patent RF № 2802609, 25.2023. (in Russian) [Патент РФ № 2802609, 25.2023].
Patent CN № 214161666, 2021.
