JP2013255989A - 非円形孔を形成するための電極及び電解加工プロセス - Google Patents

非円形孔を形成するための電極及び電解加工プロセス Download PDF

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Abstract

【課題】電解加工プロセス用の電極を提供する。
【解決手段】電極10は、少なくとも1つの通路を画定する導電性部材12と、導電性部材12の側面を部分的に覆う絶縁被覆部16とを含む。絶縁被覆部16は、導電性部材12の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを覆わず、第1及び第2の露出部分18、19は、約180度だけ離隔し、導電性部材12の長手方向軸にほぼ沿って延びる。絶縁被覆部16は、導電性部材12の露出前端部20も覆わない。電極10を使用して被加工物内に非円形孔を形成するための電解加工方法も提供される。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般に、電解加工に関する。より詳細には、本発明は、非円形孔を形成するための電極及び電解加工プロセスに関する。
ガスタービンエンジンの効率は、エンジンの燃焼器から導かれタービンブレードを越えて流れるタービンガスの温度に直接比例する。例えば、比較的大きいブレードを有するガスタービンエンジンでは、1500℃(2700°F)付近のタービンガス温度が典型的である。そうした高温に耐えるために、これらの大きいブレードは、先端材料から作られ、通常、最新型の冷却用特徴部を含む。
タービンブレードは、通常、圧縮機排出空気などの冷却材を使用して冷却される。このブレードは、通常、空気が通過する冷却孔を含む。冷却孔は、一般に、300:1よりも大きいアスペクト比すなわち深さ対直径比を有し、直径は数ミリメートルの小ささである。
異形管電解加工(STEM)として知られている、特別に適応する電解加工は、導電性材料の小さく深い孔を開けるのに使用される。STEMは、300:1よりも大きいアスペクト比の孔を形成することができる非接触電解穿孔プロセスである。このプロセスは、効率的なガスタービンのブレードを冷却するために使用される小さく深い孔を形成することができる、唯一の既知の方法である。
STEMプロセスでは、導電性の被加工物が、可動性のマニホールドに対する固定位置に配置される。マニホールドは、複数のドリルチューブを支持し、ドリルチューブのそれぞれは、被加工物の開口部を形成するために使用される。ドリルチューブは、電解加工プロセスにおけるカソードとして機能するが、被加工物は、アノードとして機能する。被加工物がドリルチューブからの電解質溶液で満たされるとき、孔を形成するために、ドリルチューブの先端部付近で被加工物から材料が除去される。
参照により全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願公開第2009/0277803号、Bin Weiら、「Method and Tool for Forming non−circular holes using a selectively coated electrode」として公開され、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第12/118,791号は、ほぼ円形の孔から非円形孔を形成するための方法を開示する。しかし、このプロセスは、2つの別個のステップを必要とする。最初に、従来のSTEMカソードにより、ほぼ円形の孔を開け、次いで、その円形の孔に別のカソードを挿入して、非円形孔を形成する。
米国特許出願公開第2011/0070096号明細書
したがって、非円形孔を形成する、単一ステップのSTEMプロセスを有するのが望ましい。さらに、非円形孔を形成するための全STEMプロセスを実施するのに使用することができる、単一のカソードを有するのが望ましい。
本発明の1つの態様は、電解加工プロセス用の電極に存在する。電極は、少なくとも1つの通路を画定する導電性部材と、導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部とを含む。絶縁被覆部は、導電性部材の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを覆わない。第1及び第2の露出部分は、約180度だけ離隔し、導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延びる。絶縁被覆部は、導電性部材の露出前端部も覆わない。
本発明の別の態様は、電極を使用して被加工物内に非円形孔を形成するための電解加工方法に存在する。電極は、導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部を含み、この絶縁被覆部は、導電性部材の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを覆わない。第1及び第2の露出部分は、約180度だけ離隔し、導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延びる。絶縁被覆部は、導電性部材の露出前端部も覆わない。絶縁被覆部は、導電性部材の露出前端部も覆わない。電解加工方法は、被加工物内に最初ほぼ円形の孔を形成するために導電性部材の露出前端部を使用して被加工物から材料を電気化学的に除去し、非円形孔を形成するために導電性部材の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを使用して最初ほぼ円形の孔から所定の量の材料を電気化学的に除去するように、パルス電圧を電極及び被加工物に印加するステップを含む。
本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、図面を通して同様の記号が同様の要素を表す、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、より十分に理解されよう。
電極が露出前端部を有し、第1及び第2のドリル部分が露出前端部から絶縁ギャップhだけ離隔している、単一ステップの電解加工プロセスにおいて非円形孔を形成するための管状電極を概略的に示す図である。 電極の前端部により加工される最初ほぼ円形の孔と、電極の側壁の第1及び第2のドリル部分により加工される最終的な楕円形孔の両方を示す、図1の電極の断面図である。 電極が露出前端部を有し、第1及び第2の露出部分が露出前端部に隣接する、単一ステップの電解加工プロセスにおいて非円形孔を形成するための別の管状電極を概略的に示す図である。 電極が電極の導電性部材の残りの部分と同一平面上にある露出前端部を有し、第1及び第2の露出部分が露出前端部から絶縁ギャップhだけ離隔している、単一ステップの電解加工プロセスにおいて非円形孔を形成するための別の管状電極を概略的に示す図である。 電極が電極の導電性部材の残りの部分よりも狭い露出前端部を有し、第1及び第2の露出部分が露出前端部から絶縁ギャップhだけ離隔している、単一ステップの電解加工プロセスにおいて非円形孔を形成するための別の管状電極を概略的に示す図である。 図1、3、4、又は5に示す管状電極を使用した電解加工組立体の態様を示すブロック図である。
本明細書において、用語「第1の(first)」、「第2の(second)」などは、順序、数量、又は重要性のいずれも意味せず、むしろ、1つの要素と別の要素とを区別するのに使用される。本明細書において、用語「1つの(a)」及び「1つの(an)」は、数量の限定を意味せず、むしろ、参照された対象物の少なくとも1つの存在を意味する。数量と併せて使用される修飾子「約(about)」は、記載した値を含み、文脈により表される意味を有する(例えば、特定の数量の測定値に関する誤差の程度を含む)。それに加えて、用語「組合せ(combination)」は、配合物、混合物、合金、反応生成物などを含む。
さらに、本明細書では、接尾辞「(s)」は、通常、それが修飾する用語の単数も複数も含むものとし、それにより、その用語の1つ又は複数を含む(例えば、「通路」は、別段指定しなければ、1つ又は複数の通路を含む可能性がある)。本明細書を通して、「1つの実施形態」、「別の実施形態」、「ある実施形態」などへの言及は、その実施形態に関連付けて説明する特定の要素(例えば、特徴、構造、及び/又は特性)が本明細書に説明する少なくとも1つの実施形態に含まれ、その要素が他の実施形態に存在することもあれば存在しないこともあることを意味する。同様に、「特定の構成」への言及は、その構成に関連付けて説明する特定の要素(例えば、特徴、構造、及び/又は特性)が本明細書に説明する少なくとも1つの構成に含まれ、その要素が他の構成に存在することもあれば存在しないこともあることを意味する。それに加えて、説明する本発明の特徴は、適当な任意の形で、様々な実施形態及び構成で組み合わせることができることを理解されたい。
図1〜5を参照して、電解加工プロセス用の管状電極10を説明する。図1及び2に示すように、電極10は、少なくとも1つの通路14を画定する導電性部材12を含む。通路14は、電解質を受け取り、電解質を加工区域に搬送するように構成される。導電性部材12は、通常、耐食性材料を含む。「耐食性」により、材料は電解作用に抵抗することを意味する。導電性部材12を形成するのに適した耐食性材料の非限定的な例には、チタン及びチタン合金が含まれる。STEM加工作業用の電解質は、通常、酸性溶液である。例えば、HNO3又はH2SO4の溶液(8〜25重量パーセント)などの酸性電解質を使用することができる。
導電性部材12は、特定の構成に応じて、円形又は非円形の断面を有する可能性がある。通常、円形管を使用するが、管先端部は、わずかに「押しつぶされ」、非円形の断面になる可能性がある。例えば、電極の断面は、形が楕円形、長円形、レーストラック、又は拡張された長円形となる可能性がある。そうした非円形の断面の利点には、様々な要素(被加工物24)の形状に対する冷却力の向上が含まれる。
図1及び2に示すように、例えば、電極10は、導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部16をさらに含む。図1及び2に示すように、例えば、絶縁被覆部16は、導電性部材の第1及び第2の露出部分18、19の少なくとも1つを覆わない。図2に示すように、例えば、第1及び第2の露出部分18、19は、約180度だけ離隔し、導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延びる。図3〜5に示すように、例えば、絶縁被覆部16は、導電性部材12の露出前端部20も覆わない。絶縁被覆部16の非限定的な例には、滑らかで、均一の厚さを有し、本体の表面にしっかりと接着し、ピンホール又は異物のないのが好ましい誘電材料が含まれる。適当な誘電材料の例には、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、セラミック、ニス、及び様々なタイプのゴムが含まれる。
特定の構成では、絶縁被覆部16は、導電性部材の第1及び第2の露出部分18、19の両方とも覆わない。すなわち、この構成では、穿孔作業に利用可能な2つの露出ドリル部分18、19がある。
他の構成では、絶縁被覆部16は、導電性部材の第1及び第2の露出部分18、19の1つを覆わず、その結果、覆われていない露出部分18、19の対応する1つのみが穿孔作業に利用可能である。この後者の構成は、必要な場合に、オブロイド(obloid)(非対称な丸みのない)孔を形成するのに使用することができる。
図3〜5に示すように、電極10は、いくつかの異なる構成を有することができる。例えば、図4に示す構成では、導電性部材12の露出前端部20は、導電性部材12の残りの部分と同一平面上にある。すなわち、図4に示す構成では、導電性部材12の露出前端部20及び導電性部材の残りの部分は、同じ直径を有する。この同一平面構成では、露出前端部20は、基本的に、側面から延びず、前端部上で露出しているだけである。したがって、実際には、この同一平面構成では、カソードの側面上がほぼ完全に覆われる。図5に示す構成では、導電性部材12の露出前端部20は、導電性部材12の残りの部分よりも小さい直径を有する。有利なことに、図5に示す構成は、この方法により穿孔された孔の短軸のサイズを低減し、したがって、孔の長軸対短軸のサイズ比を増大させる。あるいは、図3に示す構成では、導電性部材12の露出前端部20は、テーパが付いている。例えば、露出前端部20は、10〜30°の範囲のテーパが付いている。有利なことに、導電性部材12の露出前端部20にテーパを付けることにより、孔の短軸のサイズは、低減され、長軸対短軸の比は、増加する可能性がある。
一般に、導電性部材12の比較的小さい部分のみが、前端部20で露出する。特定の構成では、導電性部材12の露出前端部20は、高さが約2mm未満で、より具体的には、高さが約1mm未満である。有利なことに、導電性部材12の比較的狭い部分のみを前端部で露出することにより、電極と孔との間のギャップは、正確な孔形状制御を可能にするのに十分小さい。
図4及び5に示す構成の例では、導電性部材12の露出前端部20は、導電性部材12の第1及び第2の露出部分18、19からギャップhだけ離隔している。特定の構成では、ギャップhは、少なくとも1ミリメートル(1mm)である。有利なことに、2つの加工区域(すなわち、導電性部材12の露出前端部20と第1及び第2の露出部分18、19と)を離隔させることにより、ギャップhは、絶縁被覆部の強度を強化し、被覆部が剥がれないようにするのを助ける。
あるいは、図3に示す構成の例では、導電性部材12の露出前端部20は、導電性部材12の第1及び第2の露出部分18、19に隣接する。本明細書で使用する「隣接する」は、極めて近くを意味することを理解されたい。
電極10を使用して被加工物24内に非円形孔22を形成するための電解加工方法を図1〜6を参照して説明する。有利なことに、電解加工方法は、被加工物24内の非円形孔22を加工し、被加工物の極めて高温の領域の冷却力を向上させるために使用することができる。本発明は、いかなる特定の被加工物24にも限定されず、むしろ、限定されないが、ガスタービン構成要素、又は設置型発電用の動翼を含む、様々な導電性被加工物24内に非円形孔22を形成するのに使用することができる。タービンエンジン構成要素の例には、例えば、タービンブレードが含まれる。導電性構成要素12を形成するための適当な材料の非限定的な例には、金属及び金属合金が含まれる。
例えば、図1及び2に示すように、電極10は、導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部16を含む。図1及び2に関して上述したように、絶縁被覆部16は、導電性部材12の第1及び第2のドリル部分18、19の少なくとも1つを覆わない。図1及び2に示すように、第1及び第2のドリル部分18、19は、約180度だけ離隔し、導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延びる。図3〜5を参照して上述したように、絶縁被覆部16は、導電性部材12の露出前端部20も覆わない。電極10は、図1〜5を参照して以上により詳細に説明した。
上述のように、特定の構成では、絶縁被覆部16は、導電性部材の第1及び第2の露出部分18、19の両方とも覆わない。すなわち、この構成では、穿孔作業に利用可能な2つの露出部分18、19がある。
他の構成では、絶縁被覆部16は、導電性部材の第1及び第2の露出部分18、19の1つを覆わず、その結果、覆われていない露出部分18、19の対応する1つのみが穿孔作業に利用可能である。この後者の構成は、必要な場合に、非対称な丸みのない孔を形成するのに使用することができる。
例えば、図1、2、及び6に示すように、電解加工方法は、被加工物24内に最初ほぼ円形の孔26(図2の破線で示す)を形成するために、導電性部材12の露出前端部20を使用して被加工物24から材料を電気化学的に除去するように、パルス電圧(より具体的には、両極性パルス電圧)を電極10及び被加工物24に印加するステップを含む。さらに、電極10及び被加工物24へのパルス電圧の印加は、非円形孔22(図2)を形成するために、導電性部材12の第1及び第2のドリル部分18、19を使用して最初ほぼ円形の孔26から所定の量の材料を電気化学的に除去する(例えば、図1、2、及び6参照)。図6に概略的に示す電解加工組立体では、電源32を使用して、電極10と被加工物24との間に両極性パルス電圧が印加される。より具体的には、図6に示す構成の例では、電源32は、パルス電圧を電極10及び被加工物24に供給するために、動作可能に接続されている。本明細書で使用する句「動作可能に接続されている」は、それぞれの構成要素が(例えば、機械的又は電気的に)直接接続されているか、又は他の構成要素を介して接続されている可能性があることを意味することを理解されたい。1つの非限定的な例では、電源32は、両極性パルス電源である。
それに加えて、加工作業を設定するのに、適宜、被加工物24は、電極10を所望の位置に配置するために、電極10に対して運動することができる。それに加えて、従来のSTEM機械からの運動制御を使用することができる。したがって、電解加工方法は、パルス電圧を電極10及び被加工物24に印加してすぐ、被加工物24から材料を除去するために使用することができる。
電解加工方法は、電極と被加工物24との間のギャップに電解質を流すために、電極10を通して電解質を流すステップをさらに含むことができる。特定の構成では、電極10は、電解質を受け取り、電解質を加工区域に搬送するように構成された少なくとも1つの通路14(図2)を画定し、電解加工組立体30は、例えば、図6に示すように、電解質を電極に供給するために電極と流体連通する電解質流体源36をさらに含む。1つの非限定的な例では、電解質流体源36は、ポンプを含むことができる。電解質流体源36は、1つ又は複数のフィルタ(図示せず)などの、電解質を調整し再循環させるための追加の要素(図示せず)を含むことができる。
ここで、図2を参照すれば、特定のプロセスでは、非円形孔22には、長軸124及び短軸122を有する楕円形孔22が含まれ、導電性部材12の第1及び第2のドリル部分18、19の少なくとも1つを使用した電気化学的除去により、楕円形孔の長軸が形成される。すなわち、第1及び第2のドリル部分18、19の近傍で被加工物24から材料を除去することにより、楕円形孔22の長軸が決定される。特定のプロセスでは、楕円形孔22の長軸124対短軸122の比は、少なくとも1.4である。より具体的には、楕円形孔22の長軸124対短軸122の比は、少なくとも1.5であり、さらにより具体的には、少なくとも1.6である。他の構成では、楕円形孔22の長軸124対短軸122の比は、1.6を超える可能性がある。さらに、上述のように、非対称で丸みのない孔は、露出部分18、19の1つのみが露出した電極を使用して形成することができる。
上述の電解加工方法は、図6に概略的に示す電解加工組立体30を使用して実施することができ、電解加工組立体30の様々な態様は、以下に説明する。例えば、図6に示すように、電解加工組立体30は、ドライバ(図示せず)に動作可能に接続され電極10を前進及び後退させるためにドライバの運動を制御するように構成されたコントローラ46をさらに含むことができる。例えば、図6に示すように、コントローラ46は、電極10を前進及び後退させるためにドライバを駆動するのに使用されるモータ48に接続することができる。図6に示す構成では、コントローラ46は、モータ48に電力を供給するのに使用される電源80に接続される。したがって、コントローラ46は、(1つ又は複数の)電極10の送り速度を制御する。1つの非限定的な例では、コントローラ46は、コンピュータによる数値制御(CNC)46を含み、モータ48及びバイポーラ電源32に動作可能に接続される。有利なことに、CNC46は、電気化学的腐食を介して被加工物24を成形することを可能にする方式でドライバ(図示せず)を操作するためにプログラムすることができ、その結果、非円形孔22(図6には示さず)を迅速かつ経済的に形成することができる。
本発明は、本発明の処理タスクを実行するためのいかなる特定のコントローラにも限定されないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、コントローラは、1つ又は複数のプロセッサを含む。用語「プロセッサ」は、本明細書で使用するとき、本発明のタスクを実行するのに必要な計算又は演算を実行することができる任意の機械を意味するものとする。用語「プロセッサ」は、構造化された入力を受け取り、規定のルールに応じて入力を処理し、出力を生成することができる、任意の機械を意味するものとする。本明細書で使用する句「ように構成される」は、当業者には理解されるように、本発明のタスクを実行するためのハードウェア及びソフトウェアの組合せをプロセッサが備えることを意味することにも留意されたい。他の実施形態では、コントローラは、本発明のタスクを実行するために予めプログラムされる。
図6に示す構成の例では、コントローラ46は、バイポーラ電源32に動作可能に接続され、さらに、パルス列制御を実行するように構成される。このように、コントローラ46は、電極10及び被加工物24に供給されるパルス電圧のパルス持続時間、周波数、及び電圧を制御する。それに加えて、特定の実施形態では、コントローラ46は、さらに、電極10の送り速度、及び/又は電極10に供給されるパルス電圧を選択的に制御するように構成することができる。
上述の特徴に加えて、電解加工組立体30は、さらに適宜、限定されないが、上述の組立体の構成要素のいずれかにより提供される信号を監視するためのCRTグラフィカルディスプレイ(図示せず)などの、グラフィカルディスプレイ又は他のディスプレイを含む、追加の要素を含むことができる。そうしたグラフィカルディスプレイ又は他のディスプレイは、診断情報を機械オペレータに提供し、各電極が適当に機能していることを確認するか、又は他のいくつかの診断目的を遂行することができる。
有利なことに、上述の電極及び電解加工方法は、高いアスペクト比(深さ対直径)及び比較的小さい直径(数ミリメートル程度)を有する非円形孔を形成するために使用することができる。さらに、上述の電極及び電解加工方法は、単一の電極を使用して単一のステップで非円形孔を形成するのに使用することができる。
本発明のいくつかの特徴のみを本明細書に例示し、説明してきたが、多くの変更形態及び変形形態を当業者は想到するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の技術的思想内にある変更形態及び変形形態のすべてに及ぶものとすることを理解されたい。
10 電極
12 導電性部材
14 通路
16 絶縁被覆部
18 第1の露出部分
19 第2の露出部分
20 露出前端部
22 非円形孔
24 被加工物
26 最初ほぼ円形の孔
30 電解加工組立体
32 電源
36 電解質流体源
46 コントローラ
48 ドライバ
80 ドライバ用電源
122 短軸
124 長軸

Claims (18)

  1. 少なくとも1つの通路を画定する導電性部材と、
    前記導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部であって、前記導電性部材の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを覆わず、前記第1及び第2の露出部分は、約180度だけ離隔し、前記導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延び、前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の露出前端部も覆わない、絶縁被覆部と
    を含む、電解加工プロセス用の電極。
  2. 前記導電性部材の前記露出前端部は、前記導電性部材の残りの部分と同一平面上にある、請求項1記載の電極。
  3. 前記導電性部材の前記露出前端部は、前記導電性部材の残りの部分よりも小さい直径を有する、請求項1記載の電極。
  4. 前記導電性部材の前記露出前端部は、テーパが付いている、請求項1記載の電極。
  5. 前記導電性部材の前記露出前端部は、高さが約2mm未満である、請求項1記載の電極。
  6. 前記導電性部材の前記露出前端部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分から少なくとも1ミリメートル(1mm)のギャップhだけ離隔している、請求項1記載の電極。
  7. 前記導電性部材の前記露出前端部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分に隣接する、請求項1記載の電極。
  8. 前記絶縁被覆部は、前記導電性材料の前記第1及び第2の露出部分の両方とも覆わない、請求項1記載の電極。
  9. 前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の1つを覆わず、その結果、前記露出部分の対応する1つのみが穿孔作業に利用可能である、請求項1記載の電極。
  10. 電極を使用して被加工物内に非円形孔を形成するための電解加工方法であって、前記電極は、導電性部材の側面を部分的に覆う絶縁被覆部を含み、前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを覆わず、前記第1及び第2の露出部分は、約180度だけ離隔し、前記導電性部材の長手方向軸にほぼ沿って延び、前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の露出前端部も覆わない、電解加工方法において、
    前記被加工物内に最初ほぼ円形の孔を形成するために前記導電性部材の前記露出前端部を使用して前記被加工物から材料を電気化学的に除去し、
    前記非円形孔を形成するために前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の少なくとも1つを使用して前記最初ほぼ円形の孔から所定の量の材料を電気化学的に除去するように、
    パルス電圧を前記電極及び前記被加工物に印加するステップ
    を含む、電解加工方法。
  11. 前記非円形孔は、長軸及び短軸を有する楕円形孔を含み、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分を使用した前記電気化学的除去により、前記楕円形孔の前記長軸が形成される、請求項10記載の電解加工方法。
  12. 前記楕円形孔の前記長軸対前記短軸の比は、少なくとも1.4である、請求項11記載の電解加工方法。
  13. 前記電極と前記被加工物との間のギャップに電解質を流すために、前記電極を通して電解質を流すステップをさらに含む、請求項10記載の電解加工方法。
  14. 前記被加工物には、タービンエンジン構成要素又は動翼が含まれる、請求項10記載の電解加工方法。
  15. 前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の両方とも覆わず、その結果、前記パルス電圧を印加する前記ステップは、前記非円形孔を形成するために、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の両方を使用して前記最初ほぼ円形の孔から前記所定の量の材料を電気化学的に除去する、請求項10記載の電解加工方法。
  16. 前記絶縁被覆部は、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の1つを覆わず、その結果、前記パルス電圧を印加する前記ステップは、前記非円形孔を形成するために、前記導電性部材の前記第1及び第2の露出部分の対応する1つを使用して前記最初ほぼ円形の孔から前記所定の量の材料を電気化学的に除去する、請求項10記載の電解加工方法。
  17. 請求項10記載の電解加工方法を使用して形成される、1つ又は複数の非円形孔を画定する被加工物。
  18. 前記被加工物には、タービンブレード又は動翼が含まれる、請求項17記載の被加工物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014223706A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 三菱重工業株式会社 電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101308B4 (de) * 2014-02-03 2022-01-27 Stoba Holding Gmbh & Co. Kg Kraftstoffeinspritzdosiereinrichtung, Kraftstoffeinspritzdüse, Werkzeug zum Herstellen einer Kraftstoffeinspritzdosiereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoffdosiereinrichtung
CN105081487B (zh) * 2014-05-21 2019-01-22 通用电气公司 用于电化学加工的电解液及使用该电解液的电化学加工方法
CN107523856B (zh) * 2016-06-17 2020-11-06 通用电气公司 对工件进行加工的系统和方法以及制品
CN106825801A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 深圳大学 导电膜电解加工工具电极及其制造方法和制造装置
CN106925850B (zh) * 2017-05-03 2019-01-01 广东工业大学 一种型腔电解加工装置
CN107503800B (zh) * 2017-09-30 2019-08-06 南京赛达机械制造有限公司 一种抗氧化汽轮机叶片
CN111136352B (zh) * 2019-12-31 2020-12-11 安徽工业大学 一种柔性板带式电解加工工具阴极及其加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740146A (ja) * 1993-01-19 1995-02-10 Corning Inc 形状管電解加工方法
JP2008229842A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 General Electric Co <Ge> テーパー冷却孔を形成するシステム及び方法
JP2011062811A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 General Electric Co <Ge> 湾曲電極及び電解加工法並びにこれを利用した組立体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN88211332U (zh) * 1988-01-12 1988-12-28 龚伟海 可一次完成钻孔、攻丝工作的刃具
CN2363821Y (zh) * 1998-10-07 2000-02-16 机械工业部苏州电加工机床研究所 新型高速电火花深小孔加工用电极
US6627054B2 (en) * 2001-01-23 2003-09-30 General Electric Company Electrode for electrochemical machining
CN1943951A (zh) * 2006-10-20 2007-04-11 南京航空航天大学 肋化深小孔电解加工方法及专用工具阴极
US7964087B2 (en) * 2007-03-22 2011-06-21 General Electric Company Methods and systems for forming cooling holes having circular inlets and non-circular outlets
CN201091948Y (zh) * 2007-10-24 2008-07-30 广东轻工职业技术学院 自导向复合材料管电极及其电火花深小孔加工装置
US8778147B2 (en) * 2008-05-12 2014-07-15 General Electric Company Method and tool for forming non-circular holes using a selectively coated electrode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740146A (ja) * 1993-01-19 1995-02-10 Corning Inc 形状管電解加工方法
JP2008229842A (ja) * 2007-03-22 2008-10-02 General Electric Co <Ge> テーパー冷却孔を形成するシステム及び方法
JP2011062811A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 General Electric Co <Ge> 湾曲電極及び電解加工法並びにこれを利用した組立体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014223706A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 三菱重工業株式会社 電解加工工具、電解加工システム、及び孔空き部材の製造方法

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