CN118417640A - 带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 - Google Patents
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118417640A CN118417640A CN202410696272.3A CN202410696272A CN118417640A CN 118417640 A CN118417640 A CN 118417640A CN 202410696272 A CN202410696272 A CN 202410696272A CN 118417640 A CN118417640 A CN 118417640A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- cathode
- crown
- tenon
- leaf
- 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
Links
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 22
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims description 3
- 238000009991 scouring Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法,属电解加工技术领域。该装置中的叶盆/背侧阴极本体由阴极底座(34)、叶冠缘板阴极(32)、叶身阴极(33)、榫头缘板阴极(36)、叶冠侧挡水块(13)、榫头侧挡水块(38)和上端挡水块(14)组成。在加工中,通过驱动装置和变形机构使两侧缘板阴极初始时处于内收状态,进行叶身型面加工;当叶身型面加工到一定深度时,两侧缘板阴极产生向外扩张运动,以使在加工叶身型面的同时两侧缘板阴极产生靠近叶片两侧缘板型面的原位摆动变形,实现带冠叶片(19)叶身与两侧缘板全型面同步电解加工。本发明提高加工效率、加工精度及表面质量,具有较好的实际应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法,属于电解加工技术领域。
背景技术
带冠叶片构件广泛应用于航空、航天等领域,工作环境苛刻,其制造优劣对于零部件的性能起到至关重要的作用,此类部件通常具有叶身及榫头和叶冠双缘板复杂结构、型面扭曲且薄、材料难加工、种类多、质量要求高、加工难度大等特点,其叶身、榫头侧缘板以及叶冠侧缘板的全型面高效精密制造已经成为了瓶颈难题。
电解加工是基于电化学阳极溶解原理去除工件材料的一种特种加工技术,具有无工具损耗、加工效率高、加工表面质量好以及不受阳极材料自身硬度和强度的限制等优点,作为传统机械切削加工等技术的一种补充技术,其已经成为航空发动机难加工材料复杂结构部件的主流制造技术之一,非常适合难加工材料带冠叶片全型面的高效精密制造。
带冠叶片电解加工方法目前通常采用工具阴极双向进给模式,然而,在该方式中,工具阴极的进给方向平行于叶片两侧缘板,没有对两侧缘板的进给分量。缘板和工具阴极之间为侧面间隙,缘板是侧面溶解成型,且先加工完毕的缘板面易遭受二次腐蚀,最终导致缘板型面具有一定的倾斜度(即锥度),甚至过切,造成成型精度低,表面质量差,无法实现带冠叶片全型面高效精密制造。
为了减少缘板型面的锥度,提高成型精度和表面质量,通常会对工具阴极侧壁进行绝缘处理,以减弱杂散电场,但该方法效果有限,缘板型面依然会存在锥度。此外,在阴极侧壁安装辅助阳极,通过施加给叶片工件与辅助阳极一定的电位差可以改变侧面间隙的电场分布以及电力线的方向,使先加工完成的缘板型面部分区域充当阴极作用,在阴极侧壁绝缘处理的基础上可以进一步减少杂散电流腐蚀,从而进一步减少缘板型面的锥度,但电解加工侧面成型理论决定了上述方法无法完全消除缘板型面的锥度。因此,通常情况下,为了避免缘板型面过切,不得不采用收缩阴极宽度的方式,在缘板型面处留有一定的余量,最后再通过其他传统机械加工方式进行后处理,费时费力。
由上述可知,若要实现电解加工带冠叶片叶身和两侧缘板的全型面高效精密电化学制造,必须要解决在带冠叶片电解加工中,两侧缘板型面没有进给分量,存在二次杂散腐蚀,导致表面质量和加工精度差的难题,同时要避免接刀痕等缺陷。
在专利“三轴柔性进给叶片电解加工方法”(申请号200610040556.9申请人南京航空航天大学,发明人朱荻 徐正扬 史先传)中,提出了一种由叶盆阴极、叶背阴极和阳极工件三轴同时进给的叶片电解加工方法,可以实现单缘板叶片的全型面加工;与之相比,本专利通过整体式叶盆/背阴极以及相应的贯通轴式直线电机的简单直线运动,可以实现带冠叶片的全型面加工。
在文章“叶片电解加工技术的新发展”(作者王建业 林苏文,航空工艺技术,1998年第6期)中,介绍了英国R·R公司采用斜向进给、复合双动电极进行单缘板叶片全型面加工,避免已加工表面二次腐蚀;与之相比,本专利采用包含两侧缘板阴极和叶身阴极的整体式阴极,可以实现带冠叶片的全型面加工。
在文章“双缘板叶片电解加工流场优化与试验研究”(作者钱浩 刘嘉 汪浩 朱荻,机械制造,文章编号1671-5276(2020)02-0007-05)中,针对双缘板叶片叶身电解加工,提出了一种沿进给方向多向辅助进液的流场模式,可以避免缺液,但两侧缘板型面是侧面成型,表面质量和加工精度难以保证;与之相比,本专利提出一种覆盖两侧缘板、叶身的全型面多通道协同供液模式,且两侧缘板型面也有进给分量。
在文章“Study on surface roughness of large size TiAl intermetallicblade in electrochemical machining”(作者Yudi Wang Zhengyang Xu Deman Meng LinLiu Zhongdong Fang,Journal of Manufacturing Processes,2020年第76期)中,针对大型TiAl合金带冠叶片叶身电解加工,提出了分步变参数加工策略及电解液入口多通道非等压流动模式,克服了TiAl合金带冠叶片叶身“花斑状”形貌及流纹缺陷,但两侧缘板型面是侧面成型,表面质量和加工精度有待提高;与之相比,本专利可以实现带冠叶片全型面同步加工。
在专利“多阴极协同进给双流道构件电解加工装置和方法”(申请号202310006903.X申请人南京航空航天大学,发明人朱栋 陈礼勇 朱荻)中,提出了一种左中右三块工具阴极协同进给的电解加工方法,中间的工具阴极直线进给,左侧和右侧两块工具阴极通过斜面紧贴着中间的工具阴极滑动进给,实现双流道构件内外流道和叶身共同加工,但多块电极之间易在工件表面产生接刀痕缺陷;与之相比,本专利采用包含两侧缘板阴极和叶身阴极的整体式,通过简单的直线进给,就可以实现带冠叶片的全型面同步加工,工具阴极结构及运动形式简单易行,无接刀痕缺陷。
在专利“ELECTROCHEMICAL MACHINING METHOD AND ELECTROCHEMICAL MACHININGDEVICE”(申请号06780652.1申请人IHI Corporation和APC Aerospecialty,发明人FUJIHARA Yasuo)中,采用两块工具阴极、三轴三向同步运动的方式实现带冠叶片的两侧缘板和叶身全型面加工,该方法工具阴极结构及运动形式复杂,且两块工具阴极易在工件表面产生接刀痕缺陷;与之相比,本专利采用整体式的阴极,通过机床主轴和贯通轴式直线电机简单的同向直线运动,就可以实现带冠叶片的全型面同步加工,工具阴极结构及运动形式简单,且无接刀痕缺陷。
在专利“MULTIPART ELECTRODE ARRAY AND METHOD FOR THE ELECTROCHEMICALTREATMENT OF BLADES HAVING SHROUDING BANDS”(专利号US 9682437 B2申请人MTU AeroEngines AG,发明人Albin Platz Daniela Arbinger)中,采用三块工具阴极,且互相之间依靠斜面接触实现相对滑动,从而对带冠叶片两侧缘板和叶身进行加工,但三块工具阴极之间易在工件表面产生接刀痕缺陷,且运动形式复杂;与之相比,本专利采用整体式的阴极,并辅以简单的直线运动,就可以实现带冠叶片的全型面同步加工,工具阴极结构及运动形式简单,且无接刀痕缺陷。
由于带冠叶片叶身型面与两侧缘板型面几乎成90°垂直形状,使得叶身型面与两侧缘板型面工具阴极的进给方向差异巨大,给带冠叶片全型面电解加工带来了极大挑战。如果能有一种包含两侧缘板和叶身的整体式工具阴极,且两侧缘板阴极可以产生简单的摆动变形运动,无疑将可以实现带冠叶片全型面同步电解加工,且无接刀痕缺陷。因此,本发明提出了一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于实现带冠叶片全型面同步高效精密电解加工,避免接刀痕缺陷产生,同时保证带冠叶片的两侧缘板型面和叶身型面的加工精度和表面质量,提出一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法。
一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:包括叶盆/背侧阴极本体、叶盆/背侧驱动装置、叶盆/背侧变形机构;上述叶盆/背侧驱动装置包括贯通轴式直线电机、绝缘连接板和电机贯通轴;其中绝缘连接板固定于贯通轴式直线电机前侧,电机贯通轴安装于贯通轴式直线电机内部,由贯通轴式直线电机正转或反转带动其前后往复直线运动;上述叶盆/背侧阴极本体由阴极底座、叶冠缘板阴极、叶身阴极、榫头缘板阴极、叶冠侧挡水块、榫头侧挡水块和上端挡水块组成;其中阴极底座后端安装于绝缘连接板前侧;将阴极底座分成阴极底座后段和阴极底座前段;上述叶冠侧挡水块、榫头侧挡水块和上端挡水块位于阴极底座后段上方,其中叶冠侧挡水块的下端面与阴极底座后段左侧相连,榫头侧挡水块的下端面与阴极底座后段右侧相连;上端挡水块安装于叶冠侧挡水块和榫头侧挡水块之上;上述叶冠缘板阴极、叶身阴极和榫头缘板阴极位于阴极底座前段上方;其中叶身阴极的下端面与阴极底座的前端相连,叶身阴极的左端面与叶冠缘板阴极前侧相连,叶身阴极的右端面与榫头缘板阴极前侧相连;将上述阴极底座上方被叶冠缘板阴极、叶身阴极和榫头缘板阴极、叶冠侧挡水块和榫头侧挡水块围成的空间称为变形机构安装腔;上述叶盆/背侧变形机构位于变形机构安装腔内,由绝缘块、推杆、第一连杆和第二连杆组成;其中绝缘块安装于电机贯通轴前端,推杆后端与绝缘块连接,推杆前端分别与第一连杆后端、第二连杆后端相连;第一连杆前端与叶冠缘板阴极后侧相连,第二连杆前端与榫头缘板阴极后侧相连。
所述带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置的方法,其特征在于包括以下过程:1)阴极本体分为叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体,驱动装置分为叶盆侧驱动装置和叶背侧驱动装置,变形机构分为叶盆侧变形机构和叶背侧变形机构;2)叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y1轴,叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y2轴;带冠叶片夹具安装于机床工作台;叶片毛坯安装于带冠叶片夹具中,并压紧,之后进行对刀,并留有一定的初始加工间隙;3)叶盆侧贯通轴式直线电机和叶背侧贯通轴式直线电机启动,叶盆侧电机贯通轴和叶背侧电机贯通轴往后直线运动,通过连杆的拉力作用使两侧叶冠缘板阴极和榫头缘板阴极向里内收至一定位置,并保持不动;4)叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体连接电源负极,叶片毛坯连接电源正极;5)高压高速的电解液流入加工区域,覆盖带冠叶片全部型面;6)启动电源,叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体、叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体分别在机床Y1轴和机床Y2轴的驱动下以一定的速度相向进给,逐渐靠近叶身,叶身型面在电化学作用下逐渐成型;7)当叶身型面加工到一定深度时,叶盆侧贯通轴式直线电机和叶背侧贯通轴式直线电机同步启动,直线运动的贯通轴通过推杆、第一连杆和第二连杆推动两侧叶冠缘板阴极和榫头缘板阴极产生向外扩张运动,使在加工叶身型面的同时两侧缘板阴极产生靠近叶片两侧缘板型面的原位摆动变形,即叶身与两侧缘板全型面均有进给分量;8)当机床Y1轴和Y2轴进给到最终加工位置时,机床主轴、叶盆侧贯通轴式直线电机和叶背侧贯通轴式直线电机同时停止,完成带冠叶片叶身与两侧缘板全型面同步电解加工,加工结束;9)关闭电源、电解液泵停止供液。
与现有技术相比,本发明具有以下显著优点。
创新带冠叶片全型面电解加工工具阴极结构,设计包含两侧缘板阴极和叶身阴极的可控变形的整体式阴极,且通过贯通轴式直线电机驱动使两侧缘板阴极可以实现原位摆动变形,结构简单,柔性好,且可以避免阳极工件表面产生接刀痕。
(2)创新带冠叶片全型面电解加工工艺方法,在加工时,整体式阴极两侧的缘板阴极在贯通轴式直线电机的拉力作用下初始处于内收状态,驱动装置和整体式阴极作为一个整体在机床主轴的带动下逐渐向叶身靠近,当叶身型面加工到一定深度时,贯通轴式直线电机同步启动,在其推力的作用下两侧缘板阴极产生向外扩张的原位摆动变形,使得带冠叶片叶身和两侧缘板均有进给分量,保证加工精度和表面质量,实现带冠叶片全型面同步高效精密制造,操作简单,可实现性强。
(3)本发明只需整体式阴极及贯通轴式直线电机贯通轴在平面内沿水平方向运动即可实现带冠叶片的全型面同步加工,运动形式简单,操作便捷。
(4)应用范围广,本发明对整体式阴极稍作调整,还可以用于单缘板叶片、带冠整体叶盘等部件的全型面同步加工,具有较好的通用性。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:上述阴极底座、叶冠缘板阴极、叶身阴极和榫头缘板阴极、叶冠侧挡水块和榫头侧挡水块为一体化结构。可以实现带冠叶片两侧缘板型面及叶身的全型面同步电解加工,提高加工效率和加工质量,同时避免出现接刀痕缺陷。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:上述叶身阴极与叶冠缘板阴极结合处,上述叶身阴极与和榫头缘板阴极结合处,结合处的上、下均开有微缝。该结构可以减少结合处的应力集中,增大两侧缘板阴极原位摆动的柔性。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:上述阴极底座前段设置有为了避免与叶冠缘板阴极、榫头缘板阴极变形时产生干涉的退让缺口。该缺口使两侧缘板阴极可以自由产生原位摆动变形,同时避免两侧缘板阴极与叶冠侧挡水块和榫头侧挡水块碰撞。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:叶冠缘板阴极和榫头缘板阴极外侧为具有一定角度的斜面,其厚度从后端至前端逐渐增大。该结构可以增大两侧缘板阴极内收时与叶片毛坯两侧缘板型面的间隙,减少两侧缘板型面的二次电化学腐蚀。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:还包括带冠叶片夹具,它包括夹具叶盆侧挡水板、夹具叶背侧挡水板、叶冠压紧块、榫头压紧块;叶冠压紧块和榫头压紧块分别连接夹具体的左右两侧,还包括连接于夹具叶盆侧挡水板和叶冠压紧块之间的第一侧壁绝缘板,连接于叶冠压紧块和夹具叶背侧挡水板之间的第二侧壁绝缘板,连接于榫头压紧块和夹具叶背侧挡水板之间的第三侧壁绝缘板,连接于夹具叶盆侧挡水板和榫头压紧块之间的第四侧壁绝缘板;还包括夹具上盖,夹具上盖设置有电解液进口储液腔。该装置提供了一种带冠叶片两头同时定位、夹紧、引电的夹具结构,与带冠叶片单侧定位、夹紧、引电相比,装夹更牢固可靠,避免带冠叶片悬臂的一侧颤抖,提高加工稳定性和加工精度,同时可以保证足够的引电面积,避免烧伤。
带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置的方法,其特征在于:采用全型面多通道协同供液新模式,即在带冠叶片的两侧缘板、叶身部位布置多路电解液通道,在加工中多路电解液通道协同供液,使流场覆盖带冠叶片全部型面,提高流场的稳定性和可达性;同时该流场模式将加工区域离散为多个小的流动区域,提高流场的均匀性以及冲刷作用。
附图说明
图1为带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置三维总体示意图;
图2为带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置三维内部结构图;
图3为带冠叶片整体式阴极结构示意图;
图4为带冠叶片整体式阴极原位变形全型面同步电解加工过程示意图;
图中标号名称:1、叶盆侧贯通轴式直线电机;2、叶盆侧绝缘连接板;3、夹具上盖;4、电解液进口储液腔;5、第一电解液进口;6、第二电解液进口;7、第三电解液进口;8、叶背侧贯通轴式直线电机;9、叶背侧绝缘连接板;10、第四电解液进口;11、第五电解液进口;12、叶盆侧电机贯通轴;13、叶冠侧挡水块;14、上端挡水块;15、夹具叶盆侧挡水板;16、第一侧壁绝缘板;17、叶冠压紧块;18、叶冠侧引电块;19、带冠叶片;20、第二侧壁绝缘板; 21、叶背侧电机贯通轴;22、夹具叶背侧挡水板;23、第三侧壁绝缘板3;24、榫头压紧块;25、榫头侧引电块;26、夹具体;27、第四侧壁绝缘板;28、环形密封垫;29、绝缘块;30、推杆;31、第一连杆;32、叶冠缘板阴极;33、叶身阴极;34、阴极底座;35、微缝;36、榫头缘板阴极;37、第二连杆;38、榫头侧挡水块。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1-4所示,本发明提出的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工方法主要包括以下过程:
1)如图1-3所示,阴极本体分为叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体,驱动装置分为叶盆侧驱动装置和叶背侧驱动装置,变形机构分为叶盆侧变形机构和叶背侧变形机构;
2)叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y1轴,叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y2轴;带冠叶片夹具安装于机床工作台;叶片毛坯安装于带冠叶片夹具中,并压紧,之后进行对刀,并留有一定的初始加工间隙;
3)叶盆侧贯通轴式直线电机1和叶背侧贯通轴式直线电机9启动,叶盆侧电机贯通轴12和叶背侧电机贯通轴21往后直线运动,通过连杆的拉力作用使两侧叶冠缘板阴极32和榫头缘板阴极36向里内收至一定位置,并保持不动;
4)叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体连接电源负极,叶片毛坯连接电源正极;
5)高压高速的电解液流入加工区域,覆盖带冠叶片全部型面;
6)启动电源,叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体、叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体分别在机床Y1轴和机床Y2轴的驱动下以一定的速度相向进给,逐渐靠近叶身,叶身型面在电化学作用下逐渐成型;
7)如图4所示,当叶身型面加工到一定深度时,叶盆侧贯通轴式直线电机1和叶背侧贯通轴式直线电机9同步启动,直线运动的贯通轴通过推杆30、第一连杆31和第二连杆37推动两侧叶冠缘板阴极和榫头缘板阴极产生向外扩张运动,使在加工叶身型面的同时两侧缘板阴极产生靠近叶片两侧缘板型面的原位摆动变形,即叶身与两侧缘板全型面均有进给分量;
8)当机床Y1轴和Y2轴进给到最终加工位置时,机床主轴、叶盆侧贯通轴式直线电机1和叶背侧贯通轴式直线电机9同时停止,完成带冠叶片叶身与两侧缘板全型面同步电解加工,加工结束;
9)关闭电源、电解液泵停止供液。
Claims (8)
1.一种带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
包括叶盆/背侧阴极本体、叶盆/背侧驱动装置、叶盆/背侧变形机构;
上述叶盆/背侧驱动装置包括贯通轴式直线电机、绝缘连接板(2)和电机贯通轴;其中绝缘连接板(2)固定于贯通轴式直线电机前侧,电机贯通轴安装于贯通轴式直线电机内部,由贯通轴式直线电机正转或反转带动其前后往复直线运动;
上述叶盆/背侧阴极本体由阴极底座(34)、叶冠缘板阴极(32)、叶身阴极(33)、榫头缘板阴极(36)、叶冠侧挡水块(13)、榫头侧挡水块(38)和上端挡水块(14)组成;
其中阴极底座(34)后端安装于绝缘连接板(2)前侧;将阴极底座(34)分成阴极底座后段和阴极底座前段;
上述叶冠侧挡水块(13)、榫头侧挡水块(38)和上端挡水块(14)位于阴极底座后段上方,其中叶冠侧挡水块(13)的下端面与阴极底座(34)后段左侧相连,榫头侧挡水块(38)的下端面与阴极底座(34)后段右侧相连;上端挡水块(14)安装于叶冠侧挡水块(13)和榫头侧挡水块(38)之上;
上述叶冠缘板阴极(32)、叶身阴极(33)和榫头缘板阴极(36)位于阴极底座前段上方;其中叶身阴极(33)的下端面与阴极底座(36)的前端相连,叶身阴极(33)的左端面与叶冠缘板阴极(32)前侧相连,叶身阴极(33)的右端面与榫头缘板阴极(38)前侧相连;
将上述阴极底座(36)上方被叶冠缘板阴极(32)、叶身阴极(33)和榫头缘板阴极(36)、叶冠侧挡水块(13)和榫头侧挡水块(38)围成的空间称为变形机构安装腔;
上述叶盆/背侧变形机构位于变形机构安装腔内,由绝缘块(29)、推杆(30)、第一连杆(31)和第二连杆(37)组成;其中绝缘块(29)安装于电机贯通轴前端,推杆(30)后端与绝缘块(29)连接,推杆(30)前端分别与第一连杆(31)后端、第二连杆(37)后端相连;第一连杆(31)前端与叶冠缘板阴极(32)后侧相连,第二连杆(37)前端与榫头缘板阴极(36)后侧相连。
2.根据权利要求1所述的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
上述阴极底座(34)、叶冠缘板阴极(32)、叶身阴极(33)和榫头缘板阴极(36)、叶冠侧挡水块(13)和榫头侧挡水块(38)为一体化结构。
3.根据权利要求2所述的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
上述叶身阴极(33)与叶冠缘板阴极(32)结合处,上述叶身阴极(33)与和榫头缘板阴极(36)结合处,结合处的上、下均开有微缝(35)。
4.根据权利要求2所述的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
上述阴极底座(34)前段设置有为了避免与叶冠缘板阴极(32)、榫头缘板阴极(36)变形时产生干涉的退让缺口。
5.根据权利要求1所述的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
叶冠缘板阴极(32)和榫头缘板阴极(36)外侧为具有一定角度的斜面,其厚度从后端至前端逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置,其特征在于:
还包括带冠叶片夹具,它包括夹具叶盆侧挡水板(15)、夹具叶背侧挡水板(22)、叶冠压紧块(17)、榫头压紧块(24);叶冠压紧块(17)和榫头压紧块(24)分别连接夹具体(26)的左右两侧,还包括连接于夹具叶盆侧挡水板(15)和叶冠压紧块(17)之间的第一侧壁绝缘板(16),连接于叶冠压紧块(17)和夹具叶背侧挡水板(22)之间的第二侧壁绝缘板(20),连接于榫头压紧块(24)和夹具叶背侧挡水板(22)之间的第三侧壁绝缘板(23),连接于夹具叶盆侧挡水板(15)和榫头压紧块(24)之间的第四侧壁绝缘板(27);还包括夹具上盖(3),夹具上盖(3)设置有电解液进口储液腔(4)。
7.根据权利要求1所述带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置的方法,其特征在于包括以下过程:
1)阴极本体分为叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体,驱动装置分为叶盆侧驱动装置和叶背侧驱动装置,变形机构分为叶盆侧变形机构和叶背侧变形机构;
2)叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y1轴,叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体作为一个整体安装于机床Y2轴;带冠叶片夹具安装于机床工作台;叶片毛坯安装于带冠叶片夹具中,并压紧,之后进行对刀,并留有一定的初始加工间隙;
3)叶盆侧贯通轴式直线电机(1)和叶背侧贯通轴式直线电机(9)启动,叶盆侧电机贯通轴(12)和叶背侧电机贯通轴(21)往后直线运动,通过连杆的拉力作用使两侧叶冠缘板阴极(32)和榫头缘板阴极(36)向里内收至一定位置,并保持不动;
4)叶盆侧阴极本体和叶背侧阴极本体连接电源负极,叶片毛坯连接电源正极;
5)高压高速的电解液流入加工区域,覆盖带冠叶片全部型面;
6)启动电源,叶盆侧驱动装置与叶盆侧阴极本体、叶背侧驱动装置与叶背侧阴极本体分别在机床Y1轴和机床Y2轴的驱动下以一定的速度相向进给,逐渐靠近叶身,叶身型面在电化学作用下逐渐成型;
7)当叶身型面加工到一定深度时,叶盆侧贯通轴式直线电机(1)和叶背侧贯通轴式直线电机(9)同步启动,直线运动的贯通轴通过推杆(30)、第一连杆(31)和第二连杆(37)推动两侧叶冠缘板阴极和榫头缘板阴极产生向外扩张运动,使在加工叶身型面的同时两侧缘板阴极产生靠近叶片两侧缘板型面的原位摆动变形,即叶身与两侧缘板全型面均有进给分量;
8)当机床Y1轴和Y2轴进给到最终加工位置时,机床主轴、叶盆侧贯通轴式直线电机(1)和叶背侧贯通轴式直线电机(9)同时停止,完成带冠叶片叶身与两侧缘板全型面同步电解加工,加工结束;
9)关闭电源、电解液泵停止供液。
8.根据权利要求7所述带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置的方法,其特征在于:
采用全型面多通道协同供液新模式,即在带冠叶片(19)的两侧缘板、叶身部位布置多路电解液通道,在加工中多路电解液通道协同供液,使流场覆盖带冠叶片(19)全部型面,提高流场的稳定性和可达性;同时该流场模式将加工区域离散为多个小的流动区域,提高流场的均匀性以及冲刷作用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410696272.3A CN118417640A (zh) | 2024-05-31 | 2024-05-31 | 带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410696272.3A CN118417640A (zh) | 2024-05-31 | 2024-05-31 | 带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118417640A true CN118417640A (zh) | 2024-08-02 |
Family
ID=92321347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410696272.3A Pending CN118417640A (zh) | 2024-05-31 | 2024-05-31 | 带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118417640A (zh) |
-
2024
- 2024-05-31 CN CN202410696272.3A patent/CN118417640A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112059333B (zh) | 叶片全轮廓供液的整体叶盘电解加工装置及方法 | |
CN102794516B (zh) | 一种整体叶盘叶型精微电解加工电极及加工方法 | |
CN110842307B (zh) | 一种针对可达性差复杂内壁结构的电解加工工具 | |
CN106271469B (zh) | 一种细长空心多腔薄壁压气机叶片的加工方法 | |
CN210817827U (zh) | 大扭曲叶片精密电解加工装置 | |
CN111375850B (zh) | 渐开线内花键多工位同步精密电解成形加工装置及方法 | |
CN106513883A (zh) | 一种叶片型面精密电解成型电极及加工方法 | |
CN112276265A (zh) | 复杂内通道往复运动电解磨削复合加工工具及方法 | |
CN118417640A (zh) | 带冠叶片整体式阴极原位变形全型面电解加工装置及方法 | |
CN211762677U (zh) | 一种数控车床专用曲面加工真空吸附模具 | |
CN112222547A (zh) | 一种机匣内表面多型腔结构高效电解加工装置及加工方法 | |
CN113210775B (zh) | 一种叶片或整体叶盘进排气边脉动态电解修型装置 | |
CN115255527A (zh) | 复合风扇叶片、金属包边内表面加工工装以及加工方法 | |
CN110449599A (zh) | 一种环形零件内孔孔壁键槽加工方法 | |
CN114985852A (zh) | 一种航空发动机叶片异形气膜孔加工方法 | |
CN114406374B (zh) | 一种航空发动机涡轮盘榫槽电解拉削加工装置及方法 | |
CN214134029U (zh) | 一种适用于低温微量润滑的内冷式成形车刀 | |
CN210877967U (zh) | 一种微双联齿轮模具型腔加工专用电极 | |
CN114700568A (zh) | 一种带式电极电火花电解复合加工沟槽结构的方法及装置 | |
CN114888380B (zh) | 减阻微织构表面叶片套料电解加工装置及工作方法 | |
CN115635151A (zh) | 闭式构件电解加工装置及方法 | |
CN109048368A (zh) | 一种异型结构零件的半封闭槽加工方法 | |
CN112059339B (zh) | 电火花-电解同步复合切割用缠绕线电极及加工方法 | |
CN218592004U (zh) | 复合风扇叶片金属包边内表面加工工装 | |
CN118527746A (zh) | 向心构件进排气边封闭流场套形电解加工装置及方法 |
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 |