CN218592004U - 复合风扇叶片金属包边内表面加工工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及飞机发动机复合风扇叶片金属包边制造方法的特种加工领域，且公开了复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，包括金属包边以及夹具体，金属包边的横截面为U形，金属包边靠近中心点的一侧为加工面，金属包边远离中心点的一侧为电化学毛坯已加工面，夹具体上开设有与金属包边贴合的条形槽，条形槽的内壁为定位面，该复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，通过一套工装完成金属包边内表面的芯体去除粗加工、薄壁边的半精加工和精加工。

Description

复合风扇叶片金属包边内表面加工工装

技术领域

本实用新型涉及飞机发动机复合风扇叶片金属包边制造方法的特种加工领域，具体为复合风扇叶片金属包边内表面加工工装。

背景技术

随着飞机发动机技术的发展，复合风扇叶片金属包边的几何形状越加复杂，因其难加工材料薄壁的特点，各种加工方法不断出现，目标都是如何解决生成效率和加工变形的问题。斯奈克玛(CN103429780B和CN102947596B)分别采用热等静压方法和模锻方法进行金属包边的内外面成型；赛峰飞机发动机公司(CN106460220B)采用微弧氧化生成金属包边的内表面坑洞特征；Barnes集团(US009222362)和上海两擎(CN210714788U)提出用焊接的方法制造金属包边；航空制造技术研究院(CN109202373A)采用增材制造生成金属包边毛坯；中国航空(CN104404613A)提出用电解成型加工分别加工出金属包边的外表面与内表面。上述方法生成金属包边的方法需基于大量的试验试制，解决薄壁边的变形问题，另外都是以单一工艺为主，为此我们提出了复合风扇叶片金属包边内表面加工工装。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述所述目的，本实用新型提供如下技术方案：复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，包括金属包边以及夹具体，金属包边的横截面为U形，金属包边靠近中心点的一侧为加工面，金属包边远离中心点的一侧为电化学毛坯已加工面，夹具体上开设有与金属包边贴合的条形槽，条形槽的内壁为定位面。

优选的，所述夹具体的两侧均开设有夹具气孔。

优选的，所述夹具体的两端分别安装有支撑销二以及支撑销一，条形槽的两侧内壁上均开设有三组矩形凹槽。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，具备以下

有益效果：

1、该复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，通过一套工装完成金属包边内表面的芯体去除粗加工、薄壁边的半精加工和精加工，且本方案提供的工装以及金属包边，二者之间适配性高，生产过程中更加便于生产。

2、该复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，因为是无切削力加工，工件受力变形小，易于保证几何精度要求，生产效率高。

附图说明

图1电化学套料粗加工示意图；

图2套料芯体成型过程示意图；

图3电化学磨削半精加工、精加工示意图；

图4电化学腐蚀加工示意图；

图5电化学加工毛坯加工示意图。

图中：1、工艺支撑孔一；2、电化学毛坯已加工面；3、工艺支撑孔二；4、工艺凸台一；5、工艺凸台二；6、流液口；7、套料加工电解液；8、电解液接口；9、套料电极；10、支撑销二；11、套料运动轨迹；12、夹具气孔；13、抽真空夹紧；14、支撑销一；15、夹具体；16、定位面；17、电化学磨削加工电解液；18、旋转方向；19、指状电极；20、指状电极出液口；21、指状电极出液；22、电极运动轨迹一；23、电极运动轨迹二；24、金属包边内表面底部槽；25、工具电极；26、电化学溶液；100、电化学加工毛坯；101、套料芯体；102、电化学磨削毛坯；103、待毛化毛坯；104、电化学腐蚀过渡件；105、金属包边；200、电化学套料加工电源；201、电化学磨削加工电源；202、电化学腐蚀参数电源；300、套料加工切入；301、套料加工切出；400、电化学套料加工；500、电化学磨削加工；501、电化学磨削切出；502、电化学磨削切入；600、电化学腐蚀加工。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，包括金属包边105以及夹具体15，金属包边105的横截面为U形，金属包边105靠近中心点的一侧为加工面，金属包边105远离中心点的一侧为电化学毛坯已加工面2，夹具体15上开设有与金属包边105贴合的条形槽，条形槽的内壁为定位面16。

夹具体15的两侧均开设有夹具气孔12。

夹具体15的两端分别安装有支撑销二10以及支撑销一14。

条形槽的两侧内壁上均开设有三组矩形凹槽。

金属包边内表面加工工装的加工方法，包括以下步骤：

第一步：进行装夹，将电化学加工毛坯100装夹到夹具体15上；

第二步:对装夹在夹具体15上的电化学加工毛坯100粗加工、半精加工以及精加工，得到待毛化毛坯103；

待毛化毛坯103的获取步骤如下：

S1：将工艺凸台一4和套料电极9分别连接到电化学套料加工电源200的正极和负极；

S2：套料电极9从套料加工切入300位置接近工艺凸台二5的端面，同时套料加工电解液接口8从套料电极9流出，这样电化学阳极溶解在工艺凸台二5的端面发生，蚀除的形状与套料电极9的端面相似，当套料电极9沿着套料运动轨迹11按电化学加工进给速度(一般在1～3mm/min)向套料加工切出301位置移动时，套料芯体101被逐渐加工出来，为防止套料芯体101在切入处因重量导致变形而下垂，在套料电极9运动位置超过工艺支撑孔二3的位置时，插入支撑销二10，并穿过工艺支撑孔二3；

S3:套料电极9运动到超过工艺支撑孔一1的位置时，插入支撑销一14，继续运动套料电极9至套料加工切出301位置并进一步从工艺凸台一4切出时，完整的套料芯体101与电化学加工毛坯100分离开，取出支撑销一14和支撑销二10，移除套料芯体101，完成电化学套料加工，并生成电化学磨削毛坯102；

S4:电化学磨削加工电源201的正极与电化学磨削毛坯102相连、负极与指状电极19相连，旋转的指状电极19在工作状态下始终有工作液从指状电极出液口20以一定的流量与压力流出，当电化学磨削加工电源201对正负极加载，且当电化学磨削毛坯102的内表面与指状电极接近时，会产生电化学腐蚀或少量火花放电，并生成蚀除物颗粒，从指状电极出液口20冲出的工作液可以将蚀除物冲离腐蚀或放电区的同时、会对电极与工件起到冷却作用。当指状电极19沿着电极运动轨迹一22向前运动到电化学磨削切出501位置时，电化学磨削毛坯102一侧的内表面被逐渐加工完成，由电化学磨削切出501位置沿着电极运动轨迹一23运动到电化学磨削切入502位置时，金属表面的另一侧被加工完成。由此制备出待毛化毛坯103，由电化学成型加工完成或由传统铣削加工完成内表面底部槽24。电极运动轨迹一22和电极运动轨迹二23可以是往复式的分别加工两侧面，也可以是之字形或螺旋形的不断交替加工两侧面。

第三步：通过电化学腐蚀加工600制备出成品零件金属包边105。

电化学腐蚀加工600包括以下两种方法：

电化学腐蚀参数电源202的正极接待毛化毛坯103的工艺凸台二5、负极接简单形状工具电极25，当电源通电，工具电极25按一定的运动轨迹遍历待毛化毛坯103的两侧面，同时工具电极25与待毛化毛坯103的两侧面间充满流动的电化学溶液26，这样在电化学腐蚀作用下待毛化毛坯103的表面产生坑洞特征形貌，并最终生成电化学腐蚀过渡件104，用线切割切除电化学腐蚀过渡件104的两边工艺凸台一4和工艺凸台二5的所属部分，得到成品零件金属包边105。

在加工前对待毛化毛坯103的待腐蚀表面覆盖一层掩膜，并对非加工面进行防腐蚀保护，掩膜具有一定的孔洞特征，使得被覆盖后的待毛化毛坯103表面对应这些孔洞特征的区域下面，使其在电化学腐蚀加工600过程中暴露在电化学溶液26中。电化学腐蚀参数电源202的正极接待毛化毛坯103的工艺凸台二5、负极接工具电极25，当电源通电，覆盖有掩膜的待毛化毛坯103、工具电极25和夹具体15一起浸入流动的电化学溶液26时，待毛化毛坯103的表面产生坑洞特征形貌，并最终生成电化学腐蚀过渡件104，用线切割切除电化学腐蚀过渡件104的两边工艺凸台一4和工艺凸台二5的所属部分，得到成品零件金属包边105。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.复合风扇叶片金属包边内表面加工工装，包括金属包边(105)以及夹具体(15)，其特征在于：金属包边(105)的横截面为U形，金属包边(105)靠近中心点的一侧为加工面，金属包边(105)远离中心点的一侧为电化学毛坯已加工面(2)，夹具体(15)上开设有与金属包边(105)贴合的条形槽，条形槽的内壁为定位面(16)；

所述夹具体(15)的两侧均开设有夹具气孔(12)；

所述夹具体(15)的两端分别安装有支撑销二(10)以及支撑销一(14)；

所述条形槽的两侧内壁上均开设有三组矩形凹槽。

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