CN104275534A - 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法 - Google Patents

空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104275534A
CN104275534A CN201410457130.8A CN201410457130A CN104275534A CN 104275534 A CN104275534 A CN 104275534A CN 201410457130 A CN201410457130 A CN 201410457130A CN 104275534 A CN104275534 A CN 104275534A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blisk
machining
numerical control
blade
rotating platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410457130.8A
Other languages
English (en)
Inventor
朱栋
谷洲之
刘嘉
方忠东
徐正扬
朱荻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201410457130.8A priority Critical patent/CN104275534A/zh
Publication of CN104275534A publication Critical patent/CN104275534A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H2400/00—Moving mechanisms for tool electrodes
    • B23H2400/10—Moving mechanisms for tool electrodes for rotating the electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

本发明涉及一种空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法，应用于整体叶盘叶栅通道的电解加工。针对不同类型的整体叶盘，开始加工前，Z向回转X向倾摆数控转台带动工件绕X轴旋转至仿真计算所得的优化角度，以寻求最小的叶片遮蔽角。加工过程中，工具沿Y、Z轴空间轨迹进给，同时，Y向数控转台带动工具绕Y轴旋转，Z向回转X向倾摆数控转台带动工件绕Z轴按仿真优化的规律摆动，通过工具空间旋转进给复合工件倾斜摆动的方式完成整体叶盘叶栅通道电解加工。此方法可显著减小叶栅通道加工的余量差，提高了整体叶盘叶栅通道的加工精度，为后续叶片型面加工精度的实现奠定基础。该方法也可应用于复杂型面扩压器及机匣类零件的电解加工。

Description

空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法
技术领域
    本发明涉及一种空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法，属于电解加工技术领域。
背景技术
传统的通过榫头榫槽连接的叶盘，其结构复杂、寿命短、气流损失大。随着航空工业的不断发展，榫头榫槽连接的叶盘已经难以满足先进航空发动机的性能要求。由于整体叶盘克服了榫头榫槽连接叶盘的以上缺点，目前国外一些先进航空发动机已经广泛运用整体叶盘结构。
电解加工主要依靠阳极金属电化学溶解的原理进行加工，加工不受材料力学性能的影响，工件表面无残余应力、冷作硬化层、再铸层。由于原理上的优势，电解加工被广泛应用于航空发动机整体叶盘的制造。
目前整体叶盘的电解加工方法主要有两种：1）通过套料电解加工的方法一次完成整体叶盘加工；2）通过叶栅通道加工与叶片型面加工两道工序完成整体叶盘加工。其中运用套料电解加工方法加工具有扭曲叶片的整体叶盘时，其加工精度差，且针对叶片分布间隙较大的整体叶盘，由于加工区较大，套料电解加工的流场形式不足以保证加工的稳定进行。本专利描述的方法主要适用分布加工方法的叶栅通道加工工序。叶栅通道加工作为整体叶盘加工的第一道工序，其通道余量差的大小直接影响后续叶片型面加工的质量。目前，国内外针对叶栅通道电解加工做了大量研究
英国R·R公司的专利（METHOD AND APPRATUS FOR FORMING BY ELECTROCHEMICAL MATERIAL REMOVAL，US7462273B2）提到以一个阴极完成叶栅通道开槽加工及叶盆、叶背型面加工。加工时阴极沿Z轴振动进给，加工出叶栅通道（轴向开槽），加工完通道后，阴极不动，工件绕Z轴作周向振动进给，加工出叶盆，待加工结束，工件反向作圆周振动进给，加工出叶背。该方法叶栅通道加工工序中，阴极无旋转运动，对于叶片扭曲的整体叶盘，此方法无法满足减小叶栅通道余量差的要求，其后续叶片型面加工精度难以保证。
在国内，专利（整体叶轮电解加工工具电极的空间轨迹优化方法，CN200910025903.4）提到一种管电极展成通道电解加工，该方法夹具与工具设计简单，易于实施，但其加工面为直纹展成面，与叶片叶盆、叶背面的余量差无法消除。文章（整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计，电加工与模具，2012年第4期）提到一种成型电极径向电解加工。其水平进给角度经过优化，一定程度上减小了叶栅通道的叶盆、叶背与叶片的叶盆、叶背面余量差。但工具仅径向进给，势必造成叶尖处的余量势必大于叶根处的余量。
发明内容
本专利目的在于提供一种空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法，能够减小整体叶盘叶栅通道电解加工的余量差，并可实现整体叶盘复杂轮毂面的加工。
一种空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法，其特征在于：
工件安装于Z向回转X向倾摆数控转台上，工具安装于输出轴；Z向回转X向倾摆数控转台带动工件绕X轴旋转至仿真计算所得的优化角度，使得工具沿上述角度进给时，叶片型面的投影线遮蔽最少；工具沿Y、Z轴空间轨迹进给的同时，Y向数控转台带动工具绕Y轴旋转，通过空间旋转进给的方式实现轮毂和整体叶盘叶栅通道的电解加工；工具作空间旋转进给的同时，Z向回转X向倾摆数控转台带动工件绕Z轴按仿真优化的规律摆动。
本发明的有益效果在于：
（1）Z向回转X向倾摆数控转台可以带动工件绕X轴旋转至仿真计算所得的优化角度，使得工具沿上述角度方向进给，沿该方向叶片型面的投影线遮蔽最少，通过空间角度进给的方式完成整体叶盘叶栅通道电解加工。此方法可以显著减小叶栅通道加工余量差，提高后续叶片型面的加工精度；针对不同类型的复杂型面整体叶盘，可以将工件按照不同的优化角度倾斜放置，适用范围广。
（2）工具沿Y、Z轴空间轨迹进给的同时，Y向数控转台带动工具绕Y轴旋转，通过空间旋转进给的方式实现轮毂和整体叶盘叶栅通道的电解加工。此方法可以针对叶栅通道的扭曲情况，优化进给路径，减小叶身加工的余量差，提高扭曲叶片的加工精度；同时，该方法通过设计工具的前端面，可实现不规则轮毂面的加工，提高轮毂面加工精度与表面质量。
（3）加工过程中，Z向回转X向倾摆数控转台可以带动工件绕Z轴按仿真优化的规律摆动。当工件摆动一定角度时，距离圆心较远的叶尖周向摆动距离大于距离圆心较近的叶根，此方法可以进一步减小叶栅通道叶尖与叶根处的加工余量差。
（4）该方法也可以应用于复杂型面扩压器及机匣类零件的电解加工，在复杂型面电解加工领域，该方法适用性好。
附图说明
图1是机床布局示意图;
图2是加工过程示意图;
图中标号名称： 1、输出轴，2、工具，3、电解加工夹具，4、工件，5、Z向回转X向倾摆数控转台，6、X直线运动平台，7、基准平台，8、夹具基准，9、水平面。 
具体实施方式
下面结合图1、2，说明本发明的具体实施过程：
1、参考图1，利用复杂型面六轴数控高效电解加工机床，该机床包括底座、安装于底座上的基准平台7、安装于基准平台7上的Y直线运动平台、X直线运动平台和夹具基准8；Y直线运动平台的滑枕上安装立柱，立柱上安装Z直线运动平台，Z直线运动平台的滑枕上安装Y向数控转台，Y向数控转台安装输出轴1，且在Y向数控转台与输出轴1之间安装第一绝缘垫；Y向数控转台和输出轴1的配重支架安装在立柱上；X直线运动平台6的滑枕上安装Z向回转X向倾摆数控转台5，Z向回转X向倾摆数控转台5上安装有第二绝缘垫。
2、参考图1、2，加工前，将工件4安装在Z向回转X向倾摆数控转台5上，由Z向回转X向倾摆数控转台5带动工件4绕X轴旋转至优化的角度，使得工具2进给方向与叶片基叠轴成优化的空间角度，沿该角度方向，叶片型面的投影线遮蔽最少。
3、参考图1、2，将工具2安装在与输出轴1上。加工时，Y直线运动平台与Z直线运动平台复合运动，此复合运动由输出轴1输出到加工区，工具2在X、Y面内作平面运动的同时，Y向数控转台带动其绕Y轴旋转，Z向回转X向倾摆数控转台5带动工件4绕Z轴按仿真优化的规律摆动。
4、参考图1、2，工具2、工件4分别与电源负极、正极连接，电解液由电解加工夹具3进口流入，流经工具2与工件4之间的加工间隙，由电解加工夹具3出口流出，整个加工过程在密封的电解加工夹具3内部进行。
5、参考图1、2，综上所述，该加工方法包括如下步骤：Z向回转X向倾摆数控转台5带动工件4绕X轴摆动至仿真计算所得的角度；输出轴1带动工具2在X、Y面内作平面运动的同时，Y向数控转台带动其绕Y轴旋转；Z向回转X向倾摆数控转台5带动工件4绕Z轴按仿真优化的规律摆动。

Claims (1)

1.一种空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法，其特征在于：
工件（4）安装于Z向回转X向倾摆数控转台（5）上，工具（2）安装于输出轴（1）；
 Z向回转X向倾摆数控转台（5）带动工件（4）绕X轴旋转至仿真计算所得的优化角度，使得工具（2）沿上述角度进给时，叶片型面的投影线遮蔽最少；
 工具（2）沿Y、Z轴空间轨迹进给的同时，Y向数控转台带动工具（2）绕Y轴旋转，通过空间旋转进给的方式实现轮毂和整体叶盘叶栅通道的电解加工；
    工具（2）作空间旋转进给的同时，Z向回转X向倾摆数控转台（5）带动工件（4）绕Z轴按仿真优化的规律摆动。
CN201410457130.8A 2014-09-10 2014-09-10 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法 Pending CN104275534A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410457130.8A CN104275534A (zh) 2014-09-10 2014-09-10 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410457130.8A CN104275534A (zh) 2014-09-10 2014-09-10 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104275534A true CN104275534A (zh) 2015-01-14

Family

ID=52251141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410457130.8A Pending CN104275534A (zh) 2014-09-10 2014-09-10 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104275534A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110142472A (zh) * 2019-05-20 2019-08-20 安徽理工大学 一种变截面内腔工具阴极电解加工大扭曲叶盘的方法
CN113523468A (zh) * 2021-08-03 2021-10-22 南京航空航天大学 一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床
CN113600943A (zh) * 2021-08-25 2021-11-05 合肥工业大学 一种精密多孔位电化学腐蚀机床
CN113814492A (zh) * 2021-10-26 2021-12-21 南京航浦机械科技有限公司 一种闭式整体叶盘流道电解加工设备及方法
WO2022113979A1 (ja) * 2020-11-25 2022-06-02 株式会社豊田自動織機 電解加工装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1714726A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-25 Chien-Hsien Li Direct-acting electrode position controller for electrical discharge machine
CN101249578A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 常州工学院 数控电解机械复合加工机床
CN103464845A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 南京航空航天大学 一种大尺寸多轴联动电解加工机床
CN103521861A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 南京航空航天大学 基于三维复合流场的整体叶盘型面电解加工装置及方法
CN103624350A (zh) * 2013-11-21 2014-03-12 盐城工学院 一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置及其整体叶盘叶片加工成形方法
CN103990872A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 南京航空航天大学 一种电解加工机床及其工作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1714726A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-25 Chien-Hsien Li Direct-acting electrode position controller for electrical discharge machine
CN101249578A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 常州工学院 数控电解机械复合加工机床
CN103464845A (zh) * 2013-08-26 2013-12-25 南京航空航天大学 一种大尺寸多轴联动电解加工机床
CN103521861A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 南京航空航天大学 基于三维复合流场的整体叶盘型面电解加工装置及方法
CN103624350A (zh) * 2013-11-21 2014-03-12 盐城工学院 一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置及其整体叶盘叶片加工成形方法
CN103990872A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 南京航空航天大学 一种电解加工机床及其工作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
韦树辉等: "整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计", 《电加工与模具》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110142472A (zh) * 2019-05-20 2019-08-20 安徽理工大学 一种变截面内腔工具阴极电解加工大扭曲叶盘的方法
WO2022113979A1 (ja) * 2020-11-25 2022-06-02 株式会社豊田自動織機 電解加工装置
JP7435422B2 (ja) 2020-11-25 2024-02-21 株式会社豊田自動織機 電解加工装置
CN113523468A (zh) * 2021-08-03 2021-10-22 南京航空航天大学 一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床
CN113523468B (zh) * 2021-08-03 2022-06-10 南京航空航天大学 一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床
CN113600943A (zh) * 2021-08-25 2021-11-05 合肥工业大学 一种精密多孔位电化学腐蚀机床
CN113814492A (zh) * 2021-10-26 2021-12-21 南京航浦机械科技有限公司 一种闭式整体叶盘流道电解加工设备及方法
CN113814492B (zh) * 2021-10-26 2022-07-29 南京航浦机械科技有限公司 一种闭式整体叶盘流道电解加工设备及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104275534A (zh) 空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法
CN104384586B (zh) 四轴数控铣机床加工整体叶轮的方法
CN101524805B (zh) 一种加工三元流闭式叶轮叶间通道的方法及其专用夹具
CN103624350B (zh) 一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置及其整体叶盘叶片加工成形方法
CN103537743B (zh) 多轴曲面数控加工复杂曲面零件的方法
CN101767218B (zh) 一种航空发动机机匣五轴插铣加工方法
CN103100744B (zh) 整体叶盘复合数控铣削复合结构机床
CN110935968B (zh) 一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具
CN101890625B (zh) 一种子午线轮胎活络模具花纹圈的制造方法
CN108380989B (zh) 一种航空发动机整体叶盘的加工方法及设备
CN101722459B (zh) 一种航空发动机转子叶片叶尖高速磨削复合加工方法
CN101590587A (zh) 一种整体叶轮加工方法
CN202539760U (zh) 新型绞刀自动堆焊机
CN103100950B (zh) 一种利用三轴联动插补的叶片悬臂磨削加工方法
CN103433511B (zh) 汽轮机叶片多道圆弧面的成组加工工装及工艺
CN102335756B (zh) 车铣钻镗复合数控机床刀架及零件加工方法
CN102019572A (zh) 采用组合螺旋式抛光路径的抛光工艺
CN109129031B (zh) 慢速伺服磨削自由曲面的砂轮路径生成方法
CN104353916A (zh) 复杂回转体零件电解加工机床
CN104014890A (zh) 整体叶盘线切割粗加工余量去除方法及专用夹具
CN104259604B (zh) 复杂型面数控高效电解加工机床
CN108581384A (zh) 一种基于UG和Vericut的整体式叶轮四轴车铣加工方法
CN110605446B (zh) 空间旋转和平移协同运动的整体叶盘一体化电解成型方法
CN104858747B (zh) 一种双端带冠叶片全型面双向倒立磨削加工方法
CN105855650A (zh) 双工具阴极电解磨铣加工系统及加工复杂薄壁方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150114