CN115533230A - 一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法及夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，包括：将多个指尖片交错层叠安装在下压片上并安装上压片，修整层叠指尖片上的指尖靴，安装在夹具基体的内腔内，实现成组指尖片的双重过定位；固定成组指尖片，并安装陶瓷轴承、电极，连接电源、电解液导管；将电解液导管内的电解液经过电极引入加工区域；驱动电极以设定角速度旋转，当进入转速稳定区间内，开通电源；对电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理。本发明还涉及一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具。该指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法及夹具的目的是解决如何改善指尖结构的表面质量、密封可靠的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电解加工工艺技术领域，具体涉及一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法及夹具。
背景技术
作为接触式密封，指尖密封通常由一叠精密加工的薄金属片和前后挡板组成，这些金属片与挡板通过销轴定位，采用铆接、焊接和螺钉连接的方式连在一起。每一个金属片加工出若干个周向均匀排布的指尖—柔性细长指尖梁，指尖梁的自由端在发动机主轴表面上。装配时使多层金属片交错排布，以保证一个金属片上指尖曲梁之间的间隙被相邻片上的指尖曲梁所覆盖。这样流体就被错开排列的薄金属片以及转子和指尖靴之间的径向接触所封严。
指尖片的厚度0.3mm，指尖梁的长度60mm，呈细长的杆状。指尖靴在指尖梁的头部，极易容易受力发生塑性变形。且组装好的指尖靴与发动机主轴的对应区域相接触，表面粗糙度需控制在Ra0.4μm，不致划伤主轴上的表面涂层。
指尖靴受力易变形，加工过程不能引入加工应力，且表面粗糙度保持Ra0.4。直接单片加工尚无有效的解决方式。目前的解决方式是多片指尖片原材料叠加在一起，线切割指尖槽和指尖内圈，形成指尖靴。但是电火花加工在指尖靴部形成再铸层一直有残留。
因此，发明人提供了一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法及夹具。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法及夹具，解决了如何改善指尖结构的表面质量、密封可靠的技术问题。
(2)技术方案
本发明提供了一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，包括以下步骤：
将多个指尖片交错层叠安装在下压片上并安装上压片，修整层叠指尖片上的指尖靴，安装在夹具基体的内腔内，实现成组指尖片的双重过定位；
固定成组指尖片，并安装陶瓷轴承、电极，连接电源、电解液导管；
将所述电解液导管内的电解液经过所述电极引入加工区域；
驱动所述电极以设定角速度旋转，当进入转速稳定区间内，开通电源；
对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理。
进一步地，所述修整层叠指尖片的指尖靴，具体为：
将指尖靴的高点区域加工先去除至与其他金属表面位于同一平面。
进一步地，所述实现成组指尖片的双重过定位，具体为：
发动机主轴的回转中心与多个指尖片通过定位销的销轴确定的回转轴心为同一轴心；以及，多个指尖片叠加构成的圆柱外圆与发动机的指尖片安装座相配合。
进一步地，当所述电极的角速度进入转速稳定区间后，其旋转方向与指尖靴的旋转方向一致。
进一步地，所述设定电压为25V～30V。
进一步地，所述对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理，具体为：
所述电极的侧面与所述指尖片的内圈之间预留有加工间隙。
进一步地，所述加工间隙为0.5mm～1.0mm。
进一步地，所述对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理后，还包括：
将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存。
进一步地，所述将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存，具体为：
将抛光后的所述指尖片连同所述上压片、所述下压片一同在清水中超声清洗后，在洁净煤油中清洗，取下所述上压片、所述下压片，对所述指尖片进行抽真空密封储存。
本发明还提供了一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具，包括电极、定位销、Z形压块、上压片、下压片、夹具基体、电极绝缘块和陶瓷轴承；其中，
多个所述定位销沿所述夹具基体的周向分布且用于定位所述成组指尖片，所述下压片放置于所述夹具基体上且用于承载所述成组指尖片，所述上压片贴合于所述下压片且用于压实所述成组指尖片，所述Z形压块用于压紧所述上压片，所述电极绝缘块设于所述电极与所述成组指尖片的接触位置处，所述陶瓷轴承同轴安装于所述夹具基体且用于与所述电极连接。
(3)有益效果
综上，本发明通过电解加工过程中，针对指尖靴部高点处金属在电场和电解液作用先发生溶解，提高加工区域的表面粗糙度；同时电解加工非接触方式，不会引入接触应力和热加工应力，从而控制弹性悬臂指尖梁的变形。
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是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整的原理图；
图3是本发明实施例提供的一种成组指尖片的双重过定位组装的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种成组指尖片修整的加工间隙的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具的结构翻转示意图。
图中：
1-电极；2-定位销；3-压块；4-上压片；5-成组指尖片；6-下压片；7-夹具基体；8-电极绝缘块；9-陶瓷轴承。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
S100、将多个指尖片交错层叠安装在下压片上并安装上压片，修整层叠指尖片上的指尖靴，安装在夹具基体的内腔内，实现成组指尖片的双重过定位；
S200、固定成组指尖片，并安装陶瓷轴承、电极，连接电源、电解液导管；
S300、将电解液导管内的电解液经过电极引入加工区域；
S400、驱动电极以设定角速度旋转，当进入转速稳定区间内，开通电源；
S500、对电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理。
在上述实施方式中，电极接电源的负极，指尖片接电源的正极。电极内部中空，电解液从电极中部流入经出口流出，导入到加工区域(进入电极与指尖片之间的间隙)，属正水加工方式，如图2所示。电极在Z轴的驱动下旋转，进入转速稳定区域后，电极旋转方向应与指尖靴的旋转方向一致，施加电压。
电解加工过程中，指尖靴的高点处金属在电场和电解液作用先发生溶解，随电解液循环出去。指尖靴的高点区域加工先去除至与其他金属表面在一个平面，实现表面粗糙度提高。同时，电解加工非接触方式，不会引入接触应力和热加工应力，控制弹性悬臂指尖梁的变形。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，修整层叠指尖片的指尖靴，具体为：将指尖靴的高点区域加工先去除至与其他金属表面位于同一平面。
其中，上述实施例给出了修整指尖靴的具体方式，以实现电极对指尖靴的同步电解加工。
作为一种可选的实施方式，步骤S100中，实现成组指尖片的双重过定位，具体为：发动机主轴的回转中心与多个指尖片通过定位销的销轴确定的回转轴心为同一轴心；以及，多个指尖片叠加构成的圆柱外圆与发动机的指尖片安装座相配合。
具体地，指尖片交错组装叠加在一起，通常成组指尖片按照6的倍数组装(如6片、12片或18片等)。依靠指尖片定位销孔与外缘定位，双重过定位，既保证成组指尖片能顺利装入发动机，同时提高成组指尖片的刚性。第一重过定位：5根均布阵列的定位销，构成发动机主轴的回转中心；多片指尖片通过5根φ2的销轴确定的回转轴心为同一轴心。第二定位：多片指尖片叠加构成的圆柱外圆需与发动机的指尖片安装座相配合，满足φ329H7/g6的需求，如图3所示。
第一重过定位保证多层叠加每个悬空指尖靴处于准确位置，由其构成的“指尖内圈柱”位置准确，进而对“指尖内圈柱”修整圆柱度高，最后装入发动机抱紧发动机侧面密封气体能力更强。第二重过定位，由多片指尖片叠加构成“外圆柱面”与安装座相对紧凑的配合，可明显提高组合后指尖片的刚性，便于加工和组装。
作为一种可选的实施方式，当电极的角速度进入转速稳定区间后，其旋转方向与指尖靴的旋转方向一致。具体地，电极与指尖靴的旋转方向相同，
作为一种可选的实施方式，设定电压为25V～30V。其中，该电压值为通过实际试验所获取的最优参数。
作为一种可选的实施方式，步骤S500中，对电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理，具体为：电极的侧面与指尖片的内圈之间预留有加工间隙。
在上述实施方式中，电极通过陶瓷轴承与夹具基座连接，陶瓷轴承具有绝缘与防腐蚀功效。电极的回转中心与成组指尖片中心重合，电极侧面与指尖片内圈预留一个加工间隙，加工间隙Δ控制在0.5～1.0mm(在此区间内能够满足非接触式的电解加工，距离过大会影响电解加工效果，距离过小则会引入接触应力和热加工应力)。安装指尖片的上压片，Z形压块施加沿指尖片Z轴向的压力，夹紧指尖片，同时增加指尖梁相互指尖摩擦力，提高指尖梁整体的刚性，抵抗电解液的冲击，如图4所示。
作为一种可选的实施方式，步骤S500，对电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理后，还包括：
步骤S600，将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存。
作为一种可选的实施方式，步骤S600中，将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存，具体为：将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同在清水中超声清洗后，在洁净煤油中清洗，取下上压片、下压片，对指尖片进行抽真空密封储存。
图5是本发明实施例提供的一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具的结构示意图，如图5-6所示，包括电极1、定位销2、Z形压块3、上压片4、下压片6、夹具基体7、电极绝缘块8和陶瓷轴承9；其中，
多个定位销2沿夹具基体7的周向分布且用于定位成组指尖片5，下压片6放置于夹具基体7上且用于承载成组指尖片5，上压片4贴合于下压片6且用于压实成组指尖片5，Z形压块3用于压紧上压片4，电极绝缘块8设于电极1与成组指尖片5的接触位置处，陶瓷轴承9同轴安装于夹具基体7且用于与电极1连接。
实施例1
本发明以外径为φ320，内圈指尖靴均匀阵列构成直径为φ298.5的指尖片，材料为GH3230，6片成组抛光内圈至Ra0.4μm为例，其非接触电解整修过程如下：
(1)将压片水平放置在平台上，插上5根φ2的定位销，将6片指尖片交错按照5个销孔安装在下压片上，安装上压片，修整层叠指尖片“柱状”外缘，安装在夹具基体的内腔(加工尺寸为φ329H7)内，实现成组指尖片的双重过定位安装；
(2)按照夹具图纸，固定成组指尖片，安装陶瓷轴承，电极，连接电源，电解液导管；
(3)打开输液系统的开关，经过电极，将NaNO3溶液引入加工区域；
(4)电极在机床Z轴的驱动下按照600r/min速度旋转，电极进入转速稳定区间内，开通电源；
(5)开通电源，施加30V的恒定加工电压；1分钟后，关闭电源，完成叠加指尖靴抛光；
(6)6片抛光指尖片连同上下托片一起从夹具基体上去下，在清水中超声清洗30分钟后，在洁净煤油中清洗20分钟。取下上下托片，装入专用包装箱，抽真空密封储存。
本发明的电解修整可以一次实现6片至18片指尖靴部组合修整，提高加工效率降低了加工成本，模拟指尖片实际使用初期跑合，促进指尖片进入磨损稳定期。
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。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)
1.一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将多个指尖片交错层叠安装在下压片上并安装上压片，修整层叠指尖片上的指尖靴，安装在夹具基体的内腔内，实现成组指尖片的双重过定位；
固定成组指尖片，并安装陶瓷轴承、电极，连接电源、电解液导管；
将所述电解液导管内的电解液经过所述电极引入加工区域；
驱动所述电极以设定角速度旋转，当进入转速稳定区间内，开通电源；
对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理。
2.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述修整层叠指尖片的指尖靴，具体为：
将指尖靴的高点区域加工先去除至与其他金属表面位于同一平面。
3.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述实现成组指尖片的双重过定位，具体为：
发动机主轴的回转中心与多个指尖片通过定位销的销轴确定的回转轴心为同一轴心；以及，多个指尖片叠加构成的圆柱外圆与发动机的指尖片安装座相配合。
4.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，当所述电极的角速度进入转速稳定区间后，其旋转方向与指尖靴的旋转方向一致。
5.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述设定电压为25V～30V。
6.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理，具体为：
所述电极的侧面与所述指尖片的内圈之间预留有加工间隙。
7.根据权利要求6所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述加工间隙为0.5mm～1.0mm。
8.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述对所述电极施加设定电压对叠加指尖片上的指尖靴进行非接触电解抛光处理后，还包括：
将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存。
9.根据权利要求1所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，其特征在于，所述将抛光后的指尖片连同上压片、下压片一同进行清洗后密封储存，具体为：
将抛光后的所述指尖片连同所述上压片、所述下压片一同在清水中超声清洗后，在洁净煤油中清洗，取下所述上压片、所述下压片，对所述指尖片进行抽真空密封储存。
10.一种指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整夹具，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的指尖片的悬臂梁靴部非接触电解修整方法，包括定位销(2)、Z形压块(3)、上压片(4)、下压片(6)、夹具基体(7)、电极绝缘块(8)和陶瓷轴承(9)；其中，
多个所述定位销(2)沿所述夹具基体(7)的周向分布且用于定位所述成组指尖片(5)，所述下压片(6)放置于所述夹具基体(7)上且用于承载所述成组指尖片(5)，所述上压片(4)贴合于所述下压片(6)且用于压实所述成组指尖片(5)，所述Z形压块(3)用于压紧所述上压片(4)，所述电极绝缘块(8)设于电极(1)与所述成组指尖片(5)的接触位置处，所述陶瓷轴承(9)同轴安装于所述夹具基体(7)且用于与所述电极(1)连接。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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