CN114888377A

CN114888377A - 奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法

Info

Publication number: CN114888377A
Application number: CN202210517851.8A
Authority: CN
Inventors: 朱栋; 任明珠; 朱荻
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2022-05-12
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2022-08-12

Abstract

本发明涉及一种奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，属于电解加工技术领域。针对叶盘类整体构件电解加工，本发明在叶型精密加工过程中对奇偶系列叶片交替进行加工与绝缘保护。此方法对奇偶系列叶片进行交替加工与保护，可有效抑制杂散腐蚀，提高叶盆类整体构件叶型的加工一致性。

Description

奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法

技术领域

本发明涉及一种奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，属于电化学加工领域。

背景技术

电解加工技术是一种基于电化学原理实现金属材料快速溶解的加工技术，可加工出特定形状的工件。与普通机械加工方法相比，电解加工后工件表面质量好、生产效率高以及批量加工成本低等优点，可应用于航空发动机整体叶盘等整体构件加工。

叶盘类整体构件电解加工过程中，在阴极与非加工工件间存在杂散电流，杂散电流产生的腐蚀将影响叶盘的加工精度和表面质量。有研究人员提出了气绝缘保护方法，向加工叶片上的已加工区域吹入压缩空气，在已加工表面形成气体绝缘层，可减少杂散电流对已加工叶片的影响。

为解决叶盘类整体构件型面加工中的杂散腐蚀问题，有研究人员提出了一种整体叶盘已加工叶片保护装置及方法，该装置由环形绝缘保护装置、供气装置和保护片三部分构成，保护已加工叶片，抑制杂散电流对已加工叶片的腐蚀作用。

针对整体叶盘叶栅通道粗加工，有研究人员提出了一种变截面叶片的精密电解加工方法。对奇偶叶片分别进行套料电解加工，实现了整体叶盘的开通道和叶片形状的初步成形。

针对整体叶盘型面精密加工，通常使用的加工方法为叶片沿周向依次加工。加工叶片一侧为待加工毛坯叶片，另一侧为已加工叶片，叶间通道大小不同。叶片加工过程中保持叶盆、叶背加工间隙相同，将导致叶盆阴极和叶背阴极背面间隙不同，叶片叶盆、叶背压力不均，影响流场均匀性。

在目前的叶盘类整体构件型面精密电解加工方法中，叶片绝缘保护复杂，流场均匀性与加工一致性控制难度大。因此，亟需一种简便有效的方法保护非加工叶片，减少杂散腐蚀，提高整体叶盘的一致性。

发明内容

本发明针对整体叶盘粗加工后叶型精密电解加工过程中，绝缘保护复杂和流场均匀性难控制的问题，提出一种奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，在叶栅通道粗加工后的叶型精密加工阶段对奇偶系列叶片交替进行加工与绝缘保护，绝缘保护简便，可有效抑制杂散腐蚀，提高流场的均匀性和加工一致性。

一种奇偶系列叶片交替保护整体叶盘电解加工方法，其特征在于，针对叶片数为n的叶盘类整体构件电解加工，在叶栅通道粗加工后的叶型精密加工阶段，采用以下两种方式：方式一、当n为偶数时：1.1、电解加工开始，编号2,4,…,n的偶数系列叶片通过成型阴极进入叶栅通道后相向进给进行型面加工依次蚀除成型；1.2、使用绝缘胶或树脂等绝缘涂层保护编号2,4,…,n的偶数系列已加工叶片，依次加工编号为1,3,…,n-1的奇数系列叶片；1.3、加工完成后去除偶数系列叶片表面绝缘层，完成整体叶盘加工；方式二、当n为奇数时：2.1、电解加工开始，编号2,4,…,n-1偶数系列叶片依次蚀除成型；2.2、使用绝缘胶或树脂等绝缘涂层保护编号2,4,…,n-1偶数系列已加工叶片，依次加工编号1,3,…,n-2奇数系列叶片；2.3、对1号叶片进行绝缘保护，加工n号叶片；2.4、加工完成后去除所有绝缘层，完成整体叶盘加工。

以上所述步骤中，针对奇数与偶数两系列叶片的加工流场可分别控制，提高流场的均匀性。

采用本发明的有益之处在于：

1、本发明提出了一种奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，对已加工叶片进行保护，可抑制杂散腐蚀，具有较好的绝缘保护作用，且绝缘保护操作简便，可提高整体叶盘的加工质量。

2、本发明使用绝缘胶或树脂等绝缘涂层对叶片进行保护，形成的绝缘保护层强度、附着性与致密性较好，在电解液冲刷作用下不易脱落，绝缘保护效果好且操作简便。

3、相较于沿周向逐个加工叶片的加工方式，叶片两侧叶间通道大小不同，加工过程中叶盆、叶背压力不一致，温升、气泡分布复杂，易引起流场均匀性变差，加工一致性控制难度大。本发明先保护奇数系列叶片，加工偶数系列叶片，叶片两侧均为毛坯叶片，阴极两侧为小流道间隙。再保护偶数已加工叶片，加工奇数系列叶片，除叶片总数为奇数整体构件的1号叶片外，叶片加工过程中两侧为已加工叶片，阴极两侧为大流道间隙。奇偶系列叶片分别加工过程中叶片两侧流场一致，流场的均匀性较好，可提高整体构件加工的稳定性与一致性。

4、本发明中奇偶系列叶片交替进行加工与绝缘保护，奇偶两系列叶片加工可使用两种不同的加工参数，参数不同有利于保证多次加工的重复精度，提高整体叶盘叶型的加工一致性。

附图说明

图1为叶盘叶片偶数加工示意图；

图2为叶盘叶片奇数加工示意图；

图3为绝缘保护叶片截面示意图；

其标号名称为：1、偶数系列叶片，2、叶盆进液通道，3、叶盆阴极，4、出液通道，5、叶背阴极，6、叶背进液通道，7、绝缘保护奇数系列叶片，8、整体叶盘，9、绝缘保护偶数系列叶片，10、奇数系列叶片，11、绝缘保护层，12、叶片。

具体实施方式

结合附图1，2和3对本发明电解加工过程进行阐述，具体如下：

1、针对叶片数为偶数的整体构件加工，具体如下：

1.1、将整体叶盘8安装于电解加工专用机床上，安装工装夹具，整体叶盘8与电源阳极连接；叶盆阴极3和叶背阴极5与电源阴极相连。

1.2、启动电解液循环系统，电解液经由阴极侧面进液流道进入加工流道内，于出液通道4交汇流出。

1.3、开启电解加工专用电源，两侧叶盆阴极3和叶背阴极5做相向进给运动。叶片加工开始，叶片轮廓逐渐蚀除成型。

1.4、随着加工的进行，2^#号叶片加工完成，关闭电解液循环系统和电源，旋转整体叶盘8，进行4^#号叶片的加工。

1.5、编号2^#,4^#,…,n^#的偶数系列叶片依次加工完成。

1.5、使用绝缘胶或树脂等绝缘涂层对偶数系列已加工叶片进行保护，重复1.2，1.3，1.4步骤，编号1^#,3^#,…,n-1^#的奇数系列叶片依次加工完成。

1.6、拆下整体叶盘8，去除偶数系列叶片9表面绝缘层11，加工完成。

2、针对叶片数为奇数的整体构件加工，具体如下：

2.1、将整体构件安装于电解加工专用机床上，安装工装夹具，整体构件和两侧阴极分别与电源阳极和电源阴极连接。

2.2、启动电解液循环系统，电解液经由阴极侧面进液流道进入加工流道内，于出液通道交汇流出。

2.3、开启电解加工专用电源，2^#叶片两侧阴极做相向进给运动。叶片加工开始，叶片轮廓逐渐蚀除成型。

2.4、随着加工的进行，2^#号叶片加工完成，关闭电解液循环系统和电源，旋转整体叶盘8，进行4^#号叶片的加工。

2.5、编号2^#,4^#,…,n-1^#的偶数系列叶片依次加工完成。

2.6、使用绝缘胶或树脂等绝缘涂层对偶数系列已加工叶片进行保护，步骤2.2，2.3，2.4重复进行，编号1^#,3^#,…,n-2^#的奇数系列叶片依次加工完成。

2.7、对1^#号叶片进行绝缘保护。

2.8、开启电解液循环系统和电源，成型阴极相向进给，完成n^#号叶片加工。

2.9、关闭电解液循环系统和电源，拆下整体叶盘8，去除所有叶片表面绝缘层11，加工完成。

Claims

1.一种奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，其特征在于，针对叶片数为n的叶盘类整体构件电解加工，在叶栅通道粗加工后的叶型精密加工阶段，采用以下两种方式：

方式一、当n为偶数时：

1.1、电解加工开始，成型阴极进入叶栅通道后相向进给进行型面加工，编号2,4,…,n的偶数系列叶片依次蚀除成型；

1.2、涂覆绝缘层保护编号2,4,…,n的偶数系列已加工叶片，依次加工编号为1,3,…,n-1的奇数系列叶片；

1.3、加工完成后去除偶数系列叶片表面绝缘层，完成整体叶盘加工；

方式二、当n为奇数时：

2.1、电解加工开始，编号2,4,…,n-1偶数系列叶片依次蚀除成型；

2.2、涂覆绝缘层保护2,4,…,n-1偶数系列已加工叶片，依次加工编号1,3,…,n-2奇数系列叶片；

2.3、涂覆绝缘层保护1号叶片，加工n号叶片；

2.4、加工完成后去除所有绝缘层，完成整体叶盘加工。

2.根据权利要求1所述的奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，其特征在于，所述的绝缘层为绝缘胶或树脂等材料。

3.根据权利要求1所述的奇偶系列叶片交替保护整体构件精密电解加工方法，其特征在于，加工过程中对奇偶数系列叶片分别进行加工和保护，针对奇数与偶数两系列叶片的加工流场分别控制。