CN114932273B - 整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 - Google Patents
整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114932273B CN114932273B CN202210497135.8A CN202210497135A CN114932273B CN 114932273 B CN114932273 B CN 114932273B CN 202210497135 A CN202210497135 A CN 202210497135A CN 114932273 B CN114932273 B CN 114932273B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- flexible
- machining
- disc
- sliding block
- 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.)
- Active
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
- B23H3/00—Electrochemical machining, i.e. removing metal by passing current between an electrode and a workpiece in the presence of an electrolyte
- B23H3/04—Electrodes specially adapted therefor or their manufacture
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法,属于电解加工技术领域。该方法特点在于:采用具有良好导电性与弹性的材料制备柔性电极,多个柔性电极安装在加工装置上,并沿如闭式叶盘等整体构件的圆周方向等间隔分布。该装置通过主轴旋转带动连杆滑块机构运动,实现电极沿叶盘径向的移动;根据叶栅通道型面不同位置处的曲率变化特点,通过附加轴进给施加载荷,实现电极动态变形;同时复合叶盘的旋转运动,从而实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。本发明简化了电极设计过程,采用多电极同时加工,极大地提高了加工效率。此外,柔性电极的数量及分布位置可根据实际整体叶盘型号进行调整,以适应不同加工需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法,属于电解加工技术领域。
背景技术
电解加工是一种基于电化学阳极溶解原理去除材料的工艺方法。由于其具有工具无损耗、不受材料机械加工性能限制、加工质量好、加工效率高等特点,电解加工被广泛应用于航空航天、汽车、兵器等领域。尤其在航空发动机整体叶盘类零件的加工制造中,电解加工已经成为整体叶盘类零件加工制造的主要加工工艺之一。
整体叶盘类零件是航空发动机的核心部件之一,其质量决定了航空发动机的性能和使用寿命。整体叶盘根据其叶片顶部是否存在叶冠结构,可分为开式整体叶盘与闭式整体叶盘。闭式整体叶盘在叶片边缘增加整圈叶冠之后,叶片的颤震可以得到有效抑制,叶盘的整体强度和刚度得到提高。因此,闭式整体叶盘在航空航天领域的应用在不断增加。近年来,许多学者对闭式整体叶盘的加工制造进行了大量研究。
在专利“闭式整体叶盘电火花加工预孔抽液排屑方法”(申请号201810899563.7申请人上海交通大学,发明人康小明赵万生徐海华)中,提出通过采用多轴联动电火花加工机床对带有预孔的闭式整体叶盘毛坯上的每个流道依次进行电火花加工,流道加工时从工具电极的对面一侧将加工产生的带有电蚀产物的工作液通过预孔抽出,从而实现放电加工区工作液的更新,提高了闭式整体叶盘电火花加工的效率。
在专利“一种镍基高温合金闭式叶轮粗加工方法”(申请号202010802425.X申请人西安交通大学,发明人查俊袁泽龙)中,提出在加工过程中利用相对较高的切削速度产生切削热,切削热产生的热量使得镍基高温合金材料软化,达到提升加工过程中加工效率的目的。
在专利“一种闭式叶轮的精加工刀具轨迹规划方法”(申请号201611071724.0申请人北京动力机械研究所,发明人孙晶罗远锋谷万龙宛春博邱文旺刘月萍)中,提出进行闭式叶轮的叶片精加工刀具轨迹规划,使精加工得到的刀痕沿流线方向,提高产品工作效率;另外采用小角度五轴插铣,大幅减少了刀具受径向分力导致的刀具变形,提高了叶片加工精度;可以使两端进刀加工产生的接刀痕更小。
在专利“一种闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸的控制方法”(申请号201911206733.X申请人西安航天发动机有限公司,发明人杨欢庆王琳高怀胜纪艳卿吴晓明陈鹏荣)中,提出的流道尺寸控制方法,解决了闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸精度差的问题,提高了产品水力学性能指标,节省了产品试制周期,降低了制造成本。
在专利“一种小间隙闭式铝合金叶轮激光选区熔化成形方法”(申请号201910550775.9申请人西安航天发动机有限公司,发明人李护林杨欢庆王云王琳雷钥)中,采用工艺预补偿和添加便于去除的柱状支撑,保证内流道尺寸精度、形状精度和表面粗糙度,使小间隙闭式铝合金叶轮整体增材制造成为可能。
在专利“分步分区法整体叶轮电解加工工艺及装置”(申请号201010100905.8申请人南京航空航天大学,发明人赵建社王福元吴建民等)中,提出分步法数控电解加工,把叶片加工分为加工叶盆、叶背、叶根3道工序,进行电解加工,用于解决叶背、叶根加工精度低及存在过切或欠切等问题。
由于闭式整体叶盘具有叶片型面复杂、流道半封闭、材料难去除、材料去除量大等特点,同时随着钛合金、高温合金等新材料的应用,使得闭式整体叶盘的整体制造更加困难。电解加工技术由此更能体现出其优越性。整体叶盘的电解加工工序主要分为两步,叶栅通道预加工与叶片型面精加工。整体叶盘从毛坯到成品的加工过程中,约有90%的材料被去除,其绝大部分都在叶栅通道预加工阶段完成。因此,叶栅通道预加工是实现整体叶盘高效加工、缩短研制周期的关键。
在专利“一种用于整体叶盘电解开槽加工的电极及加工方法”(申请号201210272009.9申请人沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司,发明人朱海南于冰石坚鲲牛昌安杨涧石)中,通过通过套料电极旋转径向进给加工扭曲的叶片毛坯。
在专利“一种整体叶盘电解成形旋转开形工装及电解成形方法”(申请号201911052748.5申请人中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,发明人郑鑫刘海波桓恒陈东)中,利用所设计工装对整体叶盘变曲面叶片旋转开形加工,加工出的叶片余量均匀,且精度高。
在文章“基于叶栅通道可加工性分析的整体叶盘径向电解加工阴极设计及实验”(作者孙伦业、徐正扬、朱荻,中国机械工程,2013年09期)中,提出径向电解加工方法,同时兼顾叶盆、叶背及轮毂型面成形,实现高精度和高效率加工。
在专利“一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具”(申请号201911225268.4申请人合肥工业大学,发明人张聚臣李兴林陈远龙张斌)中,提出一种曲面阴极多轴联动实现复杂型面整体叶盘叶盆、叶背和轮毂一体化电解加工工具,获得具有复杂扭曲形状的整体叶盘工件。
在专利“可直线与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具及方法”(申请号201410013249.6申请人南京航空航天大学,发明人徐正扬张聚臣刘嘉朱栋朱荻)中,提出成型阴极在径向进给加工过程中复合旋转运动,可提高工艺适用性,加工型面扭曲复杂的叶栅通道,提升叶栅通道加工精度与水平。
在专利“一种非匀速双旋转变加工刃阴极整体叶盘电解加工方法”(申请号201910756930.2申请人南京航空航天大学,发明人徐正扬王璟朱荻)中,设计阴极的加工刃为变宽度加工刃,驱动其按仿真轨迹单向变速旋转径向进给;驱动毛坯按仿真优化的参数协同阴极变向变速旋转,在毛坯上形成叶栅通道,提高加工余量分布均匀性。
在专利“空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法”(申请号201410457130.8申请人南京航空航天大学,发明人朱栋谷洲之刘嘉方忠东徐正扬朱荻)中,提出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,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。
在专利“整体叶轮电解加工工具电极的空间轨迹优化方法”(申请号200910025903.4申请人南京航空航天大学,发明人徐庆朱荻刘嘉李寒松)中,通过工具阴极与工件阳极间的多维插补运动,并优化了工具电极的空间运动轨迹,加工出的叶栅通道余量小且均匀性良好。
整体叶盘类零件种类繁多,不同的叶栅通道型面,在电解加工中需要设计型面不同的阴极,叶栅通道型面越复杂,阴极设计越困难;并且通常一个整体叶盘零件往往具有几十到上百个叶栅通道,一次加工只加工单个叶栅通道效率较低,如果可以通过简单的阴极加工多个叶栅通道,将极大的提高整体叶盘叶栅通道的加工效率。因此,本发明提出一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法。
发明内容
发明目的:
本发明的目的是简化阴极设计过程,提高如闭式整体叶盘等整体构件叶栅通道的加工效率,提供一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法。
一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置,其特征在于:所述电解加工装置由顶部-双层电极夹持盘、底部-电极夹持盘,柔性电极,叶盘毛坯,叶盘旋转台组成;上述顶部-双层电极夹持盘为双层结构,包括顶部主轴、上下两层电极夹持盘;每层电极夹持盘均由一个顶部承重盘,M个顶部桥杆、M个顶部滑块、M个顶部连杆组成;其中顶部承重盘固定安装在机床上;顶部桥杆两端固定于顶部承重盘上,且整体位于顶部承重盘直径方向,M个顶部桥杆沿顶部承重盘周向均匀分布;上述顶部滑块安装在顶部桥杆上,组成滑动副;上述顶部连杆的一端通过旋转副与顶部主轴相连,另一端通过旋转副与顶部滑块相连;上述顶部-双层电极夹持盘还包括M个上电极夹头和M个附加轴;上电极夹头的第一端通过第一销钉安装于下层的电极夹持盘的顶部滑块底部,上电极夹头第一端可绕第一销钉轴线转动;上电极夹头的第二端具有导槽结构;附加轴通过上层的电极夹持盘的顶部滑块的孔定位,并可沿着孔上下运动;此外,附加轴与上电极夹头第二端的导槽结构通过第二销钉连接,上电极夹头第二端可绕第二销钉轴线转动;上述底部-电极夹持盘为单层结构,由底部主轴、底部承重盘、M个底部桥杆、M个底部滑块、M个底部连杆;上述底部承重盘固定安装在机床上;且底部桥杆两端固定于底部承重盘上,且整体位于底部承重盘直径方向,M个底部桥杆沿底部承重盘周向均匀分布;上述底部滑块安装在底部桥杆上,组成滑动副;上述底部连杆的一端通过旋转副与底部主轴相连,另一端通过旋转副与底部滑块(Ⅱ-5)相连;上述底部-电极夹持盘还包括M个下电极夹头,下电极夹头通过第三销钉安装于底部滑块的上方;上述柔性电极采用具有良好导电性与弹性的材料制备,结构为若干管电极,其上端与上电极夹头相连,下端与下电极夹头相连;叶盘毛坯进行预开孔,便于柔性电极的安装,叶盘毛坯安装在叶盘旋转台上;上述M为3-9的自然数,根据实际加工需求进行调整。
利用上述的整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置的扫掠式电解加工方法,其特征在于:多个柔性电极通过上电极夹头与下电极夹头分别与顶部-双层电极夹持盘以及底部-电极夹持盘连接,叶盘毛坯通过叶盘旋转台旋转到加工位置;顶部主轴与底部主轴同速转动,分别带动顶部连杆与底部连杆同时移动,进而实现顶部滑块与底部滑块的平移,最终完成柔性电极沿叶盘毛坯径向的移动;此外,通过顶部主轴的转动,带动顶部连杆的移动,进而实现顶部滑块的平移;同时附加轴进给,带动上电极夹头绕销钉轴线旋转,进而实现柔性电极的动态变形,最终实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。
上述的扫掠式电解加工方法,其特征在于:多个柔性电极沿工件圆周方向等间隔分布,间隔角度其中K、N为大于1的正整数,N表示闭式整体叶盘叶片数量,K为常系数,柔性电极的个数、间隔角度可根据不同型号的叶盘进行调整。
上述的扫掠式电解加工方法,其流场特征在于:由于柔性电极在加工过程中的形变与位移,为避免加工过程中出现缺液区等不利现象,通过外加电解液供液装置,使得电解液沿柔性电极的轴线方向流动。
有益效果:
与现有技术相比,本发明具有以下显著优点。
(1)提供了一种整体构件叶盘叶栅通道的电解加工方法与加工装置。即采用具有良好导电性与弹性的材料制备柔性电极,多个柔性电极安装在加工装置上,并沿闭式整体叶盘圆周方向等间隔分布。该装置通过主轴旋转带动连杆滑块机构运动,实现电极沿叶盘径向的移动;根据叶栅通道型面不同位置处的曲率变化特点,通过附加轴进给施加载荷,实现电极动态变形;同时复合叶盘的旋转运动,从而实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。
(2)加工效率高。采用多个柔性电极沿如闭式整体叶盘等闭式构件圆周方向等间隔分布,在加工过程中,多个柔性电极同时进给,实现多个叶栅通道的同时加工,与传统的单个工具电极加工,大大提高了闭式整体叶盘的加工效率,减少了闭式整体叶盘的生产周期。
(3)通用性良好。整体叶盘类零件种类众多,对于不同型号闭式整体叶盘的叶片数量与形状不同,即叶栅通道数量与形状不同。本发明可以根据具体型号的叶盘,调整工具电极的数量及间隔大小使加工条件与需求所匹配,本发明的工具电极柔性好,可根据叶栅通道型面的不同,施加不同载荷,使工具电极产生不同变形,最终实现稳定、高效的多叶栅通道电解加工。
附图说明
图1为多叶栅通道电解加工装置示意图;
图2为顶部-双层电极夹持盘示意图;
图3为底部-电极夹持盘示意图;
图4为连杆滑块机构运动原理示意图;
图5为柔性电极动态变形原理示意图;
图6为加工装置初始位置示意图;
图中标号名称:Ⅰ、顶部-双层电极夹持盘,Ⅰ-1、顶部主轴,Ⅰ-2、顶部连杆,Ⅰ-3、顶部桥杆,Ⅰ-4、顶部承重盘,Ⅰ-5、顶部滑块,Ⅰ-6、上电极夹头,Ⅰ-7、附加轴,Ⅱ、底部-电极夹持盘,Ⅱ-1、底部主轴,Ⅱ-2、底部连杆,Ⅱ-3、底部桥杆,Ⅱ-4、底部承重盘,Ⅱ-5、底部滑块,Ⅱ-6、下电极夹头,Ⅲ、柔性电极,Ⅳ、叶盘毛坯,Ⅴ、叶盘旋转台。
具体实施方式
下面结合附图以加工闭式整体叶盘为例,对本发明的具体实施过程做详细介绍。
如图1所示,实施本发明“整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法”的装置主要由顶部-双层电极夹持盘Ⅰ,底部-电极夹持盘Ⅱ,柔性电极Ⅲ,叶盘毛坯Ⅳ,叶盘旋转台Ⅴ组成。
如图1所示,柔性电极Ⅲ两端与顶部-双层电极夹持盘Ⅰ,底部-电极夹持盘Ⅱ连接。多个柔性电极Ⅲ沿圆周方向等间隔分布,间隔角度其中K、N为大于1的正整数,N表示闭式整体叶盘叶片数量,K为常系数,柔性电极的个数、间隔角度可根据不同型号的叶盘进行调整。
本发明电解液流动形式的设计。考虑柔性电极Ⅲ在加工过程中的形变与位移,为避免加工过程中出现缺液区等不利现象,本发明选择开放式流场,即外加电解液供液装置,电解液沿柔性电极Ⅲ的轴线方向流动,如图1所示。
如图2所示,顶部-双层电极夹持盘Ⅰ为双层结构,由顶部主轴Ⅰ-1、顶部连杆Ⅰ-2、顶部桥杆Ⅰ-3、顶部承重盘Ⅰ-4、顶部滑块Ⅰ-5、上电极夹头Ⅰ-6、附加轴Ⅰ-7组成;如图3所示,底部-电极夹持盘Ⅱ为单层结构,由底部主轴Ⅱ-1、底部连杆Ⅱ-2、底部桥杆Ⅱ-3、底部承重盘Ⅱ-4、底部滑块Ⅱ-5、下电极夹头Ⅱ-6组成。
本发明柔性电极动态变形的扫掠式电解加工的运动形式如图4、图5所示,多个柔性电极Ⅲ通过上电极夹头Ⅰ-6与下电极夹头Ⅱ-6分别与顶部-双层电极夹持盘Ⅰ以及底部-电极夹持盘Ⅱ连接,叶盘毛坯Ⅳ通过叶盘旋转台Ⅴ旋转到加工位置,顶部主轴Ⅰ-1与底部主轴Ⅱ-1同速转动,分别带动顶部连杆Ⅰ-2与底部连杆Ⅱ-2同时移动,进而实现顶部滑块Ⅰ-5与底部滑块Ⅱ-5的平移,最终完成柔性电极Ⅲ沿叶盘毛坯Ⅳ径向的移动;此外,通过顶部主轴Ⅰ-1的转动,带动顶部连杆Ⅰ-2的移动,进而实现顶部滑块Ⅰ-5的平移;同时附加轴Ⅰ-7向下进给,带动上电极夹头Ⅰ-6绕销钉轴线旋转,进而实现柔性电极Ⅲ的动态变形,最终实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。
本发明的柔性电极Ⅲ的制备。柔性电极Ⅲ选择耐腐蚀性好,具有一定刚性与延展性的金属材料,在施加相应载荷时可以产生弯曲变形,当移除载荷时,工具电极回弹,变形恢复。其形状为细长形管状或棒状。
本发明的叶盘毛坯Ⅳ的制备。电解加工前,需先通过机械加工方法开等叶片数量的通孔,通孔的宽度应大于柔性电极Ⅲ的直径。
本发明实现整体构件叶栅通道多通道电解加工的过程需要以下步骤。
步骤一:将叶盘毛坯Ⅳ安装在叶盘旋转台Ⅴ上,叶盘旋转台Ⅴ连接电解加工电源正极,叶盘旋转台Ⅴ旋转调整叶盘毛坯Ⅳ的位置;
步骤二:多个柔性电极Ⅲ穿过叶盘毛坯Ⅳ的通孔,两端与顶部-双层电极夹持盘Ⅰ,底部-电极夹持盘Ⅱ连接,柔性电极Ⅲ连接电解加工电源负极;
步骤三:对前面安装的零部件的位置进行检测和校对;
步骤四:通过顶部-电极夹持盘Ⅰ、底部-电极夹持盘Ⅱ和叶盘旋转台Ⅴ的相对运动,使柔性电极Ⅲ移动至叶栅通道叶盆处的初始位置,如图6所示;
步骤五:顶部-双层电极夹持盘Ⅰ与底部-电极夹持盘Ⅱ在设定叶栅通道叶盆面参数下进给,施加初始载荷,柔性电极Ⅲ产生相应弯曲变形达到预定初始形状;
步骤六:通入电解液,接通电解加工电源,顶部-双层电极夹持盘Ⅰ在设定叶栅通道叶盆面参数下,向柔性电极Ⅲ施加载荷,使柔性电极Ⅲ产生相应变形,同时柔性电极Ⅲ在顶部-双层电极夹持盘Ⅰ与底部-电极夹持盘Ⅱ的带动下沿叶盘毛坯Ⅳ的径向运动,叶盘毛坯Ⅳ在叶盘旋转台Ⅴ带动下转动,最终完成叶栅通道叶盆面的加工;
步骤七:叶盆面加工结束,断开电解加工电源,停止电解液供液,柔性电极Ⅲ移动至叶栅通道叶背处,顶部-双层电极夹持盘Ⅰ在设定叶背面参数下,向柔性电极Ⅲ施加初始载荷,柔性电极Ⅲ产生相应弯曲变形达到预定初始形状;通入电解液,接通电解加工电源,顶部-电极夹持盘Ⅰ在设定叶背面参数下,向柔性电极Ⅲ施加载荷,使柔性电极Ⅲ产生相应变形,同时柔性电极Ⅲ在顶部-双层电极夹持盘Ⅰ与底部-电极夹持盘Ⅱ的带动下沿叶盘毛坯Ⅳ径向运动,叶盘毛坯Ⅳ在叶盘旋转台Ⅴ带动下转动,最终完成叶栅通道叶背面的加工;
步骤八:叶背面加工结束,断开电解加工电源,停止电解液供液,叶盘旋转台Ⅴ旋转分度,依序循环以上步骤,直至叶盘毛坯Ⅳ的所有叶栅通道电解加工完成。
Claims (4)
1.一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置,其特征在于:
所述电解加工装置由顶部-双层电极夹持盘(Ⅰ)、底部-电极夹持盘(Ⅱ),柔性电极(Ⅲ),叶盘毛坯(Ⅳ),叶盘旋转台(Ⅴ)组成;
上述顶部-双层电极夹持盘(Ⅰ)为双层结构,包括顶部主轴(Ⅰ-1)、上下两层电极夹持盘;每层电极夹持盘均由一个顶部承重盘(Ⅰ-4),M个顶部桥杆(Ⅰ-3)、M个顶部滑块(Ⅰ-5)、M个顶部连杆(Ⅰ-2)组成;其中顶部承重盘(Ⅰ-4)固定安装在机床上;顶部桥杆(Ⅰ-3)两端固定于顶部承重盘(Ⅰ-4)上,且整体位于顶部承重盘(Ⅰ-4)直径方向,M个顶部桥杆(Ⅰ-3)沿顶部承重盘(Ⅰ-4)周向均匀分布;上述顶部滑块(Ⅰ-5)安装在顶部桥杆(Ⅰ-3)上,组成滑动副;上述顶部连杆(Ⅰ-2)的一端通过旋转副与顶部主轴(Ⅰ-1)相连,另一端通过旋转副与顶部滑块(Ⅰ-5)相连;
上述顶部-双层电极夹持盘(Ⅰ)还包括M个上电极夹头(Ⅰ-6)和M个附加轴(Ⅰ-7);上电极夹头(Ⅰ-6)的第一端通过第一销钉安装于下层的电极夹持盘的顶部滑块(Ⅰ-5)底部,上电极夹头(Ⅰ-6)第一端可绕第一销钉轴线转动;上电极夹头(Ⅰ-6)的第二端具有导槽结构;附加轴(Ⅰ-7)通过上层的电极夹持盘的顶部滑块(Ⅰ-5)的孔定位,并可沿着孔上下运动;此外,附加轴(Ⅰ-7)与上电极夹头(Ⅰ-6)第二端的导槽结构通过第二销钉连接,上电极夹头(Ⅰ-6)第二端可绕第二销钉轴线转动;
上述底部-电极夹持盘(Ⅱ)为单层结构,由底部主轴(Ⅱ-1)、底部承重盘(Ⅱ-4)、M个底部桥杆(Ⅱ-3)、M个底部滑块(Ⅱ-5)、M个底部连杆(Ⅱ-2);上述底部承重盘(Ⅱ-4)固定安装在机床上;且底部桥杆(Ⅱ-3)两端固定于底部承重盘(Ⅱ-4)上,且整体位于底部承重盘(Ⅱ-4)直径方向,M个底部桥杆(Ⅱ-3)沿底部承重盘(Ⅱ-4)周向均匀分布;上述底部滑块(Ⅱ-5)安装在底部桥杆(Ⅱ-3)上,组成滑动副;上述底部连杆(Ⅱ-2)的一端通过旋转副与底部主轴(Ⅱ-1)相连,另一端通过旋转副与底部滑块(Ⅱ-5)相连;
上述底部-电极夹持盘(Ⅱ)还包括M个下电极夹头(Ⅱ-6),下电极夹头(Ⅱ-6)通过第三销钉安装于底部滑块(Ⅱ-5)的上方;
上述柔性电极(Ⅲ)采用具有良好导电性与弹性的材料制备,结构为若干管电极,其上端与上电极夹头(Ⅰ-6)相连,下端与下电极夹头(Ⅱ-6)相连;
叶盘毛坯(Ⅳ)进行预开孔,便于柔性电极(Ⅲ)的安装,叶盘毛坯(Ⅳ)安装在叶盘旋转台(Ⅴ)上;
上述M为3-9的自然数,根据实际加工需求进行调整。
2.利用权利要求1所述的整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置的扫掠式电解加工方法,其特征在于:
多个柔性电极(Ⅲ)通过上电极夹头(Ⅰ-6)与下电极夹头(Ⅱ-6)分别与顶部-双层电极夹持盘(Ⅰ)以及底部-电极夹持盘(Ⅱ)连接,叶盘毛坯(Ⅳ)通过叶盘旋转台(Ⅴ)旋转到加工位置;
顶部主轴(Ⅰ-1)与底部主轴(Ⅱ-1)同速转动,分别带动顶部连杆(Ⅰ-2)与底部连杆(Ⅱ-2)同时移动,进而实现顶部滑块(Ⅰ-5)与底部滑块(Ⅱ-5)的平移,最终完成柔性电极(Ⅲ)沿叶盘毛坯(Ⅳ)径向的移动;
此外,通过顶部主轴(Ⅰ-1)的转动,带动顶部连杆(Ⅰ-2)的移动,进而实现顶部滑块(Ⅰ-5)的平移;同时附加轴(Ⅰ-7)进给,带动上电极夹头(Ⅰ-6)绕销钉轴线旋转,进而实现柔性电极(Ⅲ)的动态变形,最终实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。
3.根据权利要求2所述的扫掠式电解加工方法,其特征在于:多个柔性电极沿工件圆周方向等间隔分布,间隔角度其中K、N为大于1的正整数,N表示闭式整体叶盘叶片数量,K为常系数,柔性电极的个数、间隔角度可根据不同型号的叶盘进行调整。
4.利用权利要求2所述的扫掠式电解加工方法,其流场特征在于:
由于柔性电极在加工过程中的形变与位移,为避免加工过程中出现缺液区等不利现象,通过外加电解液供液装置,使得电解液沿柔性电极的轴线方向流动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210497135.8A CN114932273B (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210497135.8A CN114932273B (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114932273A CN114932273A (zh) | 2022-08-23 |
CN114932273B true CN114932273B (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=82864012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210497135.8A Active CN114932273B (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114932273B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110605445A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-12-24 | 南京航空航天大学 | 一种非匀速双旋转变加工刃阴极整体叶盘电解加工方法 |
CN110605446A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-24 | 南京航空航天大学 | 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 |
CN110935968A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 合肥工业大学 | 一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具 |
CN113478031A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-08 | 南京航空航天大学 | 柔性电极动态变形电解加工方法及应用 |
CN114160894A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-11 | 南京航空航天大学 | 形状记忆合金柔性电极自主可控变形电加工方法 |
-
2022
- 2022-05-09 CN CN202210497135.8A patent/CN114932273B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110605445A (zh) * | 2019-08-16 | 2019-12-24 | 南京航空航天大学 | 一种非匀速双旋转变加工刃阴极整体叶盘电解加工方法 |
CN110605446A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-12-24 | 南京航空航天大学 | 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 |
CN110935968A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 合肥工业大学 | 一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具 |
CN113478031A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-10-08 | 南京航空航天大学 | 柔性电极动态变形电解加工方法及应用 |
CN114160894A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-03-11 | 南京航空航天大学 | 形状记忆合金柔性电极自主可控变形电加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114932273A (zh) | 2022-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110935968B (zh) | 一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具 | |
CN113478031B (zh) | 柔性电极动态变形电解加工方法及应用 | |
US7462273B2 (en) | Method and apparatus for forming by electrochemical material removal | |
JP4401645B2 (ja) | タンデム形ブリスクの電解加工 | |
CN112059333B (zh) | 叶片全轮廓供液的整体叶盘电解加工装置及方法 | |
CN110355537A (zh) | 一种汽轮机次末级和末级动叶片的加工方法 | |
CN110026630B (zh) | 一种电解加工大扭曲叶片整体叶盘的内腔可变工具阴极 | |
CN104014890B (zh) | 整体叶盘线切割粗加工余量去除方法及专用夹具 | |
CN113523468B (zh) | 一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床 | |
CN110605445B (zh) | 一种非匀速双旋转整体叶盘叶栅通道电解加工方法 | |
CN111037014B (zh) | 多级整流定子内向叶片的套料电解加工装置与方法 | |
CN114160894A (zh) | 形状记忆合金柔性电极自主可控变形电加工方法 | |
CN114769761B (zh) | 柔性电极动态变形的双电极电解加工装置及方法 | |
CN105855650B (zh) | 双工具阴极电解磨铣加工系统及加工复杂薄壁方法 | |
CN114932273B (zh) | 整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法 | |
CN110842311A (zh) | 涡轮盘榫槽的电火花单向走丝线切割加工设备 | |
CN111037314B (zh) | 一种大叶片铣削抛光机床 | |
CN108714722B (zh) | 齿高渐变电解铣削系统及其加工大型钛合金工件外圆方法 | |
CN114682863B (zh) | 双面组合双阴极及分段控电整体叶盘电解加工方法 | |
CN211638583U (zh) | 涡轮盘榫槽的工件定位及位置调整单元 | |
CN211638584U (zh) | 涡轮盘榫槽的电火花单向走丝线切割加工设备 | |
CN219074968U (zh) | 一种航空发动机刀具用装夹夹具 | |
US11878360B2 (en) | Electrochemical machining device and method for blisk using electrode array | |
CN115302396B (zh) | 一种自动多次转子珩磨工装 | |
CN117718548A (zh) | 一种叶盘多工具粗精一体式脉动态电解加工机床 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |