CN111872498A - 一种用于整流器叶栅的电解加工装置和加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于整流器叶栅的电解加工装置及方法，所述加工装置包括：加工电极，用于加工成型叶栅间隙且包括预孔电极和成型电极，预孔电极和成型电极相连且预孔电极的尺寸小于成型电极的尺寸；加工水套，用于在加工成型叶栅间隙时提供电解液流场，加工水套包括正水加工模式与反水加工模式且包括正水加工水套和反水加工水套，正水加工水套提供正向流动的电解液且与第一电解液输送管连接，反水加工水套提供反向流动的电解液且与第二电解液输送管道，正水加工水套固定在机床运动轴上。本发明所述的加工装置能够一次能成型加工叶栅间隙，提高加工效率和加工表面质量，保证加工的一致性。

Description

一种用于整流器叶栅的电解加工装置和加工方法
技术领域
本发明涉及叶栅加工设备技术领域，具体涉及一种用于整流器叶栅的电解加工装置和加工方法。
背景技术
航空发动机整流器因其气流通道型面复杂、结构封闭且多为高温合金等难加工材料，加工难度极大。目前，对于这种整体结构整流器室全封闭整体结构叶栅典型构件。传统的加工方法主要有数控铣削、焊接。数控铣削由于首先叶片与流道面的R0.5圆角，加工过程中主要依靠直径1mm的铣刀铣削加工，流器上的气流通道处在一个相对封闭的空间里，叶片弯扭程度大，通道狭窄，数控铣削的刀具的可达性极差，加工效率较低。焊接方式是首先数控分体式加工，分别加工出叶片和内、外流道面，再焊接成一个整体，加工表面质量低，一致性较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于整流器叶栅的电解加工装置，能够一次能成型加工叶栅间隙，提高加工效率和加工表面质量，保证加工的一致性，还可能适应多种结构的叶栅间隙。
本发明实施例还提供了一种用于整流器叶栅的电解加工方法。
第一方面，本发明的实施例提出了一种用于整流器叶栅的电解加工装置，用于加工叶栅间隙，包括：加工电极，用于加工成型所述叶栅间隙且包括预孔电极和成型电极，所述预孔电极和成型电极相连且所述预孔电极的尺寸小于成型电极的尺寸；加工水套，用于在加工成型所述叶栅间隙时提供电解液流场，所述加工水套包括正水加工模式与反水加工模式且包括正水加工水套和反水加工水套，所述正水加工水套提供正向流动的电解液且与第一电解液输送管连接，所述反水加工水套提供反向流动的电解液且与第二电解液输送管道，所述正水加工水套与所述成型电极的一端相连且与所述预孔电极在所述成型电极的长度方向相对布置，所述正水加工水套固定在机床运动轴上；夹具，所述夹具固定在机床运动轴上；所述叶栅固定在所述夹具上，所述反水加工水套固定在所述夹具上且所述正水加工水套和反水加工水套在所述叶栅的厚度方向相对布置，所述成型电极可穿过所述叶栅，所述预孔电极可部分伸入所述反水加工水套内。
优选地，所述预孔电极在其长度方向相对布置有第一端和第二端，所述成型电极在其长度方向相对布置有第三端和第四端，所述预孔电极的第一端与成型电极的第三端相接触。
优选地，所述预孔电极与成型电极为一体式结构。
优选地，所述第一电解液输送管和第一电解液输送管的出口处均设有被压板，所述被压板用于增加电解液压力。
优选地，加工装置还包括电流检测器，用于检测加工过程中的电流变化。
本发明的实施例提出了一种用于整流器叶栅的电解加工装置，通过设置包括预孔电极和成型电极的集成式阴极，提高了叶栅的加工效率和加工精度，通过设置被压板确保电解液在加工过程中电解液压力的稳定。
第二方面，本发明的实施例提供了一种用于整流器叶栅的电解加工方法，将叶栅作为电解加工的阳极，将加工电极作为电解加工的阴极，包括上述实施例任一项中所述的加工装置，所述加工方法包括如下步骤：
步骤1：根据所述叶栅的位置进行加工电极的对刀，确定所述加工电极的初始位置坐标；
步骤2：驱动所述加工电极沿机床竖直运动轴进给，在所述叶栅上电解加工出叶片之间的叶栅间隙；
步骤3：将电解液输送管与正水加工水套与反水加工水套连接，并根据电流检测器的检测数值选择正水加工模式与反水加工模式；
步骤4：当完成单个叶栅间隙加工完成后，驱动所述加工电极归位至初始位置坐标，驱动机床运动轴按照叶栅间隙进行分度旋转；
步骤5：重复步骤2-4，将所述叶栅加工出多个满足预孔电极和成型电极要求的所有叶栅间隙。
优选地，所述步骤3中当加工过程中电流的波动幅度为80A～100A时选择反水加工模式。
优选地，所述步骤2中加工电极在机床竖直运动轴方向上进给方式为振动进给。
优选地，所述加工电极的振动进给的振动频率为0-50Hz，振幅为0-1mm。
优选地，所述电解液包含浓度为10％NaNO3。
本发明的实施例提出了一种用于整流器叶栅的电解加工方法，根据加工过程中电流的波动幅度自动切换正水加工模式或反水加工模式，防止发生短路，保证加工过程的顺利进行，加工电极振动进给与直流电解加工相结合，既具有直流电解加工效率，也具有振动电解加工的稳定性，电极往复振动加工间隙处的电解液均匀分布，还可降低反水加工电解液的出口形式工艺投入成本
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的用于整流器叶栅的电解加工装置的结构示意图；
图2是图1中所示的电解加工装置的剖视示意图；
图3是本发明实施例的用于整流器叶栅的电解加工装置中加工电极的结构示意图。
图中：
加工电极1，预孔电极101，成型电极102，正水加工水套2，反水加工水套3，夹具4，叶栅5，叶栅间隙6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1至图3所示是本发明实施例的一种用于整流器叶栅的电解加工装置，用于加工叶栅间隙6，包括：加工电极1、加工水套和夹具4，加工电极1用于加工成型叶栅间隙6且包括预孔电极101和成型电极102，预孔电极101和成型电极102相连且预孔电极101的尺寸小于成型电极102的尺寸，也就是说，预孔电极101在长度方向上的尺寸小于定型电极在长度方向上的尺寸，预孔电极101在宽度方向上的尺寸小于定型电极在宽度方向上的尺寸，预孔电极101在厚度方向上的尺寸小于定型电极在厚度方向上的尺寸。加工电极1的形状与尺寸与叶栅间隙6的形状与尺寸相对应，可以理解的是，本申请中的加工电极1的形状与尺寸并不限于此。
加工水套，用于在加工成型叶栅间隙6时提供电解液流场，加工水套包括正水加工模式与反水加工模式且包括正水加工水套2和反水加工水套3，正水加工水套2提供正向流动的电解液且与第一电解液输送管连接，反水加工水套3提供反向流动的电解液且与第二电解液输送管道，正水加工水套2与成型电极102的一端相连且与预孔电极101在成型电极102的长度方向相对布置，正水加工水套2固定在机床运动轴上。如图2所示，正水加工水套2与成型电极102的上端相连，正水加工水套2与机床Z轴相连，正水加工水套2设在叶栅5的上方，反水加工水套3设在叶栅5的下方，并且正水加工水套2与反水加工水套3在上下方向对称布置。
夹具4，夹具4固定在机床运动轴上，叶栅5固定在夹具4上，反水加工水套3固定在夹具4上且正水加工水套2和反水加工水套3在叶栅5的厚度方向相对布置，成型电极102可穿过叶栅5，预孔电极101可部分伸入反水加工水套3内。如图2所示，成型电极102的下部可穿过叶栅5从而加工成型叶栅间隙6，预孔电极101可伸入反水加工水套3内部。
在一些实施例中，预孔电极101在其长度方向相对布置有第一端(图3中所示的预孔电极101的上端面)和第二端(图3中所示的预孔电极101的下端面)，成型电极102在其长度方向相对布置有第三端(图3中所示的成型电极102的下端面)和第四端(图3中所示的成型电极102的上端面)，预孔电极101的第一端与成型电极102的第三端相接触，换言之，预孔电极101的上端面与成型电极102的下端面相接触。
优选地，预孔电极101与成型电极102为一体式结构。通过设置包括预孔电极101和成型电极102的集成式阴极，提高了叶栅间隙6的加工效率和加工精度。
在一些实施例中，第一电解液输送管和第一电解液输送管的出口处均设有被压板(未示出)，被压板用于增加电解液压力。通过设置被压板确保电解液在加工过程中电解液压力的稳定。
在一些实施例中，加工装置还包括电流检测器(未示出)，用于检测加工过程中的电流变化。通过检测电流的变化自动加工水套的加工模式，保证加工过程的顺利进行。
第二方面，本发明的实施例提供了一种用于整流器叶栅的电解加工方法，将叶栅5作为电解加工的阳极，将加工电极1作为电解加工的阴极，包括上述实施例任一项中的加工装置，加工方法包括如下步骤：
步骤1：根据叶栅5的位置进行加工电极1的对刀，确定加工电极1的初始位置坐标。
步骤2：驱动加工电极1沿机床竖直运动轴进给，在叶栅5上电解加工出叶片之间的叶栅间隙6。
步骤3：将电解液输送管与正水加工水套2与反水加工水套3连接，并根据电流检测器的检测数值选择正水加工模式与反水加工模式。
步骤4：当完成单个叶栅间隙6加工完成后，驱动加工电极1归位至初始位置坐标，驱动机床运动轴按照叶栅间隙6进行分度旋转。
步骤5：重复步骤2-4，将叶栅5加工出多个满足预孔电极101和成型电极102要求的所有叶栅间隙6。
在一些实施例中，步骤3中当加工过程中电流的波动幅度为80A～100A时选择反水加工模式。也就是说，当电流值波动幅度在80A至100A范围时，就意味着正水加工结束，反水加工开始，此时加工水套的工作模式有正水加工模式过渡至反水加工模式，避免了正水加工向反水加工过渡的过程中，在叶栅间隙6的过程中引起短路。
在一些实施例中，步骤2中加工电极1在机床竖直运动轴方向上进给方式为振动进给。工电极振动进给与直流电解加工相结合，既具有直流电解加工效率，也具有振动电解加工的稳定性，电极往复振动加工间隙处的电解液均匀分布，还可降低反水加工电解液的出口形式工艺投入成本。
在一些实施例中，加工电极1的振动进给的振动频率为0-50Hz，振幅为0-1mm。可以理解的是，本申请中的加工电极1的振动频率与振幅并不限于此。
在一些实施例中，电解液包含浓度为10％NaNO3。可以理解的是，本申请中的NaNO3的浓度并不限于此，电解液的组分并不限于此。
本发明的实施例一种用于整流器叶栅5的电解加工方法的一些具体示例。
加工电极1与正水加工水套2连接，并将正水加工水套2与机床Z轴相连，将叶栅5装夹至夹具4上，并将加工电极1接电源的负极，叶栅5接电源的阳极，通导直流电，直流电的电压为20V，电极在机床Z轴的驱动下做频率为30Hz，振幅0.1mm的振动进给，电极在Z轴方向上的进给速度为0.4mm/min，行程为26mm，开启正向加工水套，通入正向加工电解液，监控电解加工中电流变化，当电流波动幅度超过80-100A时，开启反向加工水套，反向加工水套充入电解液，电解液反向流动。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种用于整流器叶栅的电解加工装置，用于加工叶栅间隙，其特征在于，包括：
加工电极，用于加工成型所述叶栅间隙且包括预孔电极和成型电极，所述预孔电极和成型电极相连且所述预孔电极的尺寸小于成型电极的尺寸；
加工水套，用于在加工成型所述叶栅间隙时提供电解液流场，所述加工水套包括正水加工模式与反水加工模式且包括正水加工水套和反水加工水套，所述正水加工水套提供正向流动的电解液且与第一电解液输送管连接，所述反水加工水套提供反向流动的电解液且与第二电解液输送管道，
所述正水加工水套与所述成型电极的一端相连且与所述预孔电极在所述成型电极的长度方向相对布置，所述正水加工水套固定在机床运动轴上；
夹具，所述夹具固定在机床运动轴上；
所述叶栅固定在所述夹具上，所述反水加工水套固定在所述夹具上且所述正水加工水套和反水加工水套在所述叶栅的厚度方向相对布置，所述成型电极可穿过所述叶栅，所述预孔电极可部分伸入所述反水加工水套内。
2.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于，所述预孔电极在其长度方向相对布置有第一端和第二端，所述成型电极在其长度方向相对布置有第三端和第四端，所述预孔电极的第一端与成型电极的第三端相接触。
3.根据权利要求2所述的电解加工装置，其特征在于，所述预孔电极与成型电极为一体式结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解加工装置，其特征在于，所述第一电解液输送管和第一电解液输送管的出口处均设有被压板，所述被压板用于增加电解液压力。
5.根据权利要求4所述的电解加工装置，其特征在于，还包括电流检测器，用于检测加工过程中的电流变化。
6.一种用于整流器叶栅的电解加工方法，将叶栅作为电解加工的阳极，将加工电极作为电解加工的阴极，包括权利要求1-4任一项中所述的加工装置，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
步骤1：根据所述叶栅的位置进行加工电极的对刀，确定所述加工电极的初始位置坐标；
步骤2：驱动所述加工电极沿机床竖直运动轴进给，在所述叶栅上电解加工出叶片之间的叶栅间隙；
步骤3：将电解液输送管与正水加工水套与反水加工水套连接，并根据电流检测器的检测数值选择正水加工模式与反水加工模式；
步骤4：当完成单个叶栅间隙加工完成后，驱动所述加工电极归位至初始位置坐标，驱动机床运动轴按照叶栅间隙进行分度旋转；
步骤5：重复步骤2-4，将所述叶栅加工出多个满足预孔电极和成型电极要求的所有叶栅间隙。
7.根据权利要求6所述的电解加工方法，其特征在于，所述步骤3中当加工过程中电流的波动幅度为80A～100A时选择反水加工模式。
8.根据权利要求6或7所述的电解加工方法，其特征在于，所述步骤2中加工电极在机床竖直运动轴方向上进给方式为振动进给。
9.根据权利要求8所述的电解加工方法，其特征在于，所述加工电极的振动进给的振动频率为0-50Hz，振幅为0-1mm。
10.根据权利要求8所述的电解加工方法，其特征在于，所述电解液包含浓度为10％NaNO3。
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