В процессе создания деталей для самолетов обрабатывают сложнопрофильные поверхности. В частности, к ним относятся профили компрессорных лопаток газотурбинных двигателей. Управление параметрами режимов обработки таких изделий — достаточно трудоемкий процесс, так как нормативной базы данных для него пока нет. Ученые Пермского Политеха нашли способ обеспечить необходимую точность изготовления лопаток двигателей. Они описали процессы их деформации, на которые влияет большое количество конструктивно-технологических и геометрических факторов. Полученные данные можно использовать для создания управляющих программ автоматизированного изготовления деталей на станках с числовым программным управлением. Это позволит эффективно выбирать сочетания управляемых параметров режима их обработки и повысить качество отечественных двигателей. По словам ученых, разработка поможет обеспечить технологический суверенитет России. Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Результаты исследования ученые опубликовали в сборнике статей международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы теории, методологии и практики научной деятельности» (2022).
— Чистовую обработку проточной части лопаток газотурбинных двигателей выполняют на пятикоординатных станках с числовым программным управлением. Для этого используют метод поперечного строчного фрезерования. Мы рассмотрели лопатки как двухопорные балки, которые вращаются вокруг собственной оси. Затем получили математические модели конструктивно-технологических и геометрических данных для каждого поперечного сечения лопаток и угла их поворота. Мы изучили их влияние на точность изготовления будущих изделий. Это позволило более эффективно подбирать сочетание управляемых параметров обработки лопаток на станках, — рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха, доктор технических наук Валентин Свирщев.
Ученые Пермского Политеха разработали руководящие материалы в виде карт качества, которые позволяют выбрать сочетание управляемых параметров для обработки лопаток различных типов и размеров. Они уже приняты к использованию при проектировании технологических процессов и разработке управляющих программ для станков с ЧПУ на АО «ОДК-Пермские моторы». Решения исследователей не имеют аналогов.
По словам ученых, исследование сможет обеспечить необходимую точность при изготовлении перьев проточных частей лопаток двигателей. Это позволит усовершенствовать качество деталей газотурбинных двигателей. Результаты разработки можно применять в сфере авиастроения.
Для справки
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.