JPS63123628A - 電解加工用陰極及び電解加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電解加工に関し、そして特に精密な公差の作動
部分の過剰切削を減少させるためこのような加工におい
て用いる陰極の構造に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕電解
加工（ＥＣＭ）は、過去において、ブレード（羽根）及
びベーン（翼）のエーロフオイル（翼形）や根元形状部
のようなガスタービンエンジン部品の精密な公差表面を
機械加工するために用いられてきた。このような部分を
電解加工するに当って経験する問題はこれら作動部分の
ある面積から材料を過剰切削したりあるいは過剰に取り
去ることである。特に、電解加工中の過剰切削の結果と
して、ある圧縮機ブレードの４５°圧力角と根元形状部
分の複数の隣接半径との各公差を保持することが困難で
あった。このような用途において過剰切削を少なくし、
必要とされる公差が一定の標準に保持されるようにする
ことが必要である。

エーロフオイル（翼形）の先導縁及び後縁の各半径を電
解加工するための陰極構造は米国特許第３．８４９．２
７３号及び同第３，９７０，５３８号に開示されている
。

歯車、ねじランド（溝と溝との間の部分）その他の作動
部分のための複合陰極構造は米国特許第３．２６８．４
３４号、同第３．４２９．７９８号及び同第３．４９９
．８３０号に示されている。

電解加工方法及び陰極を提供する他の特許は、米国特許
第３．４１０．７８１号、同第３．５６６．０６８号及
び同第４．１００．３８８号を含んでいる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、中間の、かつ複数の表面を相互に連結
する、高度の公差の１つの表面を有する１つの作動部分
を電解加工するための陰極であって、この作動部分を電
解加工するための陰極作動表面を備え、この陰極作動表
面が、前記高度の公差表面に対して間隔をおいて対面す
る加工関係に位置させるための部分的に伝導性の表面部
分を存するとともにまた前記作動部分の連結表面に対し
て間隔をおいて対面する加工関係に位置させるための前
記部分的に伝導性の表面部分に近接した伝導性表面部分
を有する、電解加工用陰極が提供される。

この部分的に伝導性の表面部分は、伝導性及び非伝導性
の交互の層又は積層を備え、これらの層が作動表面の過
剰切削を減少させるよう選択された厚さと間隔とを持つ
ようにすることができる。

さらに加工されるべき作動表面とは異なる傾斜又は角度
方向を有しているこの陰極加工表面は、過剰切削を減少
させるよう意図されている。

本発明の好適な形式において、ガスタービンエンジンの
エーロフオイルに取付けられる根元形状部分の一側を電
解加工するための陰極であって、前記根元形状部分の前
記一側が中間の、隣接する複数の根元形状表面を相互に
連結する、高度の公差の圧力表面を有し、前記陰極が前
記根元形状部の前記一側を加工するための陰極作動表面
を備え、この陰極作動表面は、前記圧力表面に対し間隔
をおいて対面する加工関係に位置させるための部分的に
伝導性の表面部分を存するとともにまた各隣接根元形状
表面に対し間隔をおいて対面する加工関係に位置させる
ための前記部分的伝導性の表面部分に近接する伝導性の
表面部分を存し、前記部公的伝導性表面部分が前記圧力
表面の傾斜角度よりも小さい傾斜角度を有し、それによ
り前記隣接根元形状表面と前記圧力表面とが前記陰極作
動表面によって、前記圧力表面の過剰切削を減少して加
工されるようにした、電解加工用陰極が提供される。

〔実施例〕

第１図は、根元形状部分１０に取付けられたエーロフオ
イル（翼形）１４を有する、ガスタービンエンジン圧縮
機ブレード１２の根元形状部分１０の機械加工のための
電解加工装置を示している。

電解液室１６が陰極２０と根元形状部との間に形成され
ている。特に、各陰極は、図示のように根元形状部の対
向側にかつそこから間隔をあけて配置された、作動陰極
部材２２を含んでいる。これらの陰極は第１図では、根
元形状部を機械加工する端部が十分に前進した位置で示
されている。根元形状部の下方に、陰極が加工中に根元
形状部に向って前進するときこれら陰極部材がそれを横
切って摺動しかつ密封する表面２６を有する密封部材２
４がある。根元形状部の上方には密封プレート又はカバ
ー３０があり、このカバーを通って根元形状部が図示の
ように加工のために延びている。

各陰極部材２２は陰極保持器２４に取付けられ、陰極保
持器２４自体は公知のボールねし組立体によって駆動さ
れるラム部材２８に取付けられている。その頂端におい
て、陰極保持器２４とラム部材２８は、機械のプレート
部材３２上の傾斜面３１によって移動自在に案内される
。

圧縮機ブレードは図示のように密封プレート３０の中に
配置された固定プレート３４により陰極と陰極の間で根
元形状部に固定されている。エーロフオイル１４は、多
数の機械ねじ４１により一緒に保持された室形成部材３
８．４０によって形成された室３６の中に、位置してい
る。部材３８．４０はまた、漏洩を阻止するため電解液
の密封をもたらすシール４５．４５’と共に機械頂部プ
レート４４の開口部４３の中に配置される。

公知のように、塩水溶液のような電解液が、加工される
べき根元形状部表面とこれに対応して向き合う陰極部材
２２との間の電解液室を通って流れるようにされる。電
解液率の供給源とポンプ（図示しない）とがこの電解液
を提供するが、これらは本発明の一部を構成するもので
はない。同様に、この技術分野で公知の手段がこの根元
形状部を、陰極に対して陽極化するよう提供され、それ
により根元形状部と電解液によって形成された電解槽を
通って電流が流される時に金属が電気化学的に取り除か
れる。

第２図ないし第５図は本発明の陰極構造の細部を示して
いる。特に、各陰極２０はキー溝４２を持った細長いシ
ャンク４７を有する保持器２４を含んでいる。上記シャ
ンク４７は機械ねじ（図示しない）によって、正しい整
合が確保されるようキー４６（第１図）を受け入れるキ
ー溝４２と共にラム部材２８に取付けられている。

作動陰極部材２２は、機械ねじのような適宜の固着手段
によって保持器シャンク４７１；取付けられるか、又は
保持器シャンクと一体に形成される。

各陰極部材２２は第１の陰極インサート５２を受け入れ
るようにしたほぼ中央の溝５０を含んでいる。例えば第
１．４及び５図から明らかなように、各陰極作動部材２
２とインサート５２の作動表面５４．５６の形状は、根
元形状部の形状とほぼ同じように形成されるが以下←明
らかにされるように同一形状ではない。

第１の陰極インサート５２は凹みポケット５７を含み、
このポケット５７は第５図に最もよく示されているよう
に第２の複合積層陰極インサート６０を受け入れるよう
にしている。第１のインサート５２は一対の間隔をあけ
た端ぐり　（カウンターボア）６２を含み、これら端ぐ
り６２は、第２のインサート６０の円筒状孔６４と同軸
上に整列し、第５図のようにポケット５７に第２のイン
サート６０をしっかりとしかも正確に保持するためピン
６６を受け入れるようにしている。

第２の陰極インサート６０は根元形状部に対して位置し
４５°圧力表面６８を加工するようにし、この圧力表面
はよく知られているように支持円板又はハブの中に固定
するのに必要とされる高い公差表面である。この圧力表
面６８は真直ぐ又は円錐形その他の表面形状とすること
ができる。図示のように、第２のインサート６０は、交
互の、伝導性の層又は積層７０と非伝導性の層又は積層
７２とからなる複合構造のものである。単なる実例とし
て、伝導性の層７０は真鍮でありまた非伝導性の層７２
はＥ、１．　Ｄｕｐｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　＆
　Ｃｏ、。

Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、　　Ｄｅｌａｗａ）ｒｅから得
られるナイロン１０１のようなプラスチックである。重
要なことには、厚さ及び伝導性の層と非伝導性の層７０
．７２との間の間隔の双方又はそのいずれか一方は、根
元形状部の凸面半径７４と４５°圧力表面６８とにおけ
る観測される過剰切削を減少させるように選択される。

第５図に示される根元形状部と第６図に示されるインサ
ート６０とのために、４個の中間の、交互の真鍮及びプ
ラスチックのＪｉ７０ａ。

７２ａが、頂部真鍮層７０ｂと底部プラスチック層７２
ｂの３分の１の厚さに等しくかつ相互に等しい層さを有
している。底部真鍮層７０ｃはその厚さが、中間の交互
の真鍮及びプラスチック層に等しい。

真鍮層７０は、その内縁７０ｄと端縁７０ｅとが、また
頂部真鍮層７０ｂと底部真鍮層７０ｃとの各頂面及び底
面が、第１のインサート５２と物理的な接触をすること
により、電流を伝える。

第２のインサート６０の他の重要な特徴は、その作動表
面８０の傾斜角度である。特にこの傾斜角度は圧力表面
６８の４５°傾斜よりも少なくなるように選択される。

表面６８と表面８０との間隔は、圧力表面６８に沿って
右から左へ（第５図に関して）又は根元形状部の中心線
に沿って進むにつれて増加する。単なる一例として、３
８°１５′の角度が作動表面８０にとって適当であるこ
とがわかった。

第２のインサート６０の積層部は典型的には最初に、そ
の間のエポキシ接合剤によって積み重ねの関係で一緒に
保持される。第１のインサート５２の作動表面５４．５
６と根元形状部に隣接しかつ第２のインサート６０の作
動表面８０を構成する外縁７０ｆ、７２ｆとが、作動陰
極部材２２上に組立てられた時所要の形状に加工される
。減少された傾斜角度の作動表面８０を持った交互の伝
導性及び非伝導性の層７０．７２によって得られる第２
のインサート６０の、半分の又は部分的な伝導性は、４
５°圧力面６８とこの圧力表面に隣接する各半径にとっ
て要求される高度の公差を保持しながら、根元形状部の
電解加工を可能とするものとなった。

本発明のある好適な特徴と実施態様とが説明され図面に
示されたが、変形及び変更が、特許請求の範囲に規定さ
れている本発明の精神と範囲から逸脱することなく、な
されることが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービンエンジンの圧縮機ブレードの根元
形状を加工するための電解加工装置の端面図、 第２図は取りはずされたインサートを持った第１図に示
す陰極の１つの端面図、 第３図は第２図の陰極の平面図、 第４図は、第３図の取りはずされたインサートの側面図
、 第５図は、加工された根元形状部に隣接する陰極の拡大
部分端面図、 第６図は過剰切削を減少するのに用いられる複合積層陰
極インサートの斜面図である。 １０・・・根元形状部、　　１２・・・圧縮機ブレード
、１４・・・エーロフオイル（Ｘ形）　、１６・・・電
解液室、　　　２ｏ・・・陰極、２２・・・作動陰極部
材、　２４・・・密封部材、２８・・・ラム、　　　　
　　５２・・・第１インサート、５４　、５６・・・作
動表面、　　　５７・・・ポケット、６０・・・第２イ
ンサート、６日・・・圧力表面、７０・・・伝導性層、
　　　７２・・・非伝導性層、８０・・・作動表面。 以下余白 ＦＩｏ、　１ ＦＩｏ６ ＦＩｏ　２ ＦＩｏ４ 手続補正、書 昭和６３年ノ　月３日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２６６７６８号 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号静光
虎ノ門ビル　電話５０４−０７２１氏名　弁理士（６５
７９）青　木　　　朗　、−（外５名） ５、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 明細書の「特許請求の範囲」を別紙のとおり補正する。 ７、添付書類の目録 特許請求の範囲　　　　　　　　　　１通２、特許請求
の範囲 １．被加工片（１４）を電解加工するための陰極であっ
て、該陰極が、２つの最外側伝導性表面部分（７０ｂ　
、　５４１５６）と該外側伝導性表面部分の間の１つの
内側伝導性表面部分（７０ａ　、　７２ａ　）とからな
る作動表面（５４１５６）を有する電解加工用陰極にお
いて、前記内側伝導性表面部分（７０ａ　、）２ａ）が
、使用時前記最外側伝導性表面部分が前記内側伝導性表
面部分より大きな表面伝導性を有するよう配置されかつ
大きさに形成された、複数の伝導性領域（７０ａ）を具
備していることを特徴とする電解加工用陰極。 ２、前記外側伝導性表面部分（７０ｂ　、　５４１５６
）の１つが凸面形状である特許請求の範囲第１項記載の
陰極。 ３、前記作動表面（５４１５６）がもう１つの伝導性表
面部分（７２ｂ　、　７０ｃ　）を具備し、前記内側伝
導性表面部分（）Ｏａ、フ２ａ）が前記もう１つの伝導
性表面部分（７２ｂ　、　７０ｃ　）と前記最外側伝導
性表面部分（７０ｂ　、　５４１５６）の１つとの中間
にあり、前記もう１つの伝導性表面部分が前記内側伝導
性表面部分より低い表面伝導性を有している特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の陰極。 ４、前記もう１つの伝導性表面部分（７２ｂ。 ７０Ｃ）が凹面形状である特許請求の範囲第３項記載の
陰極。 ５、前記伝導性領域（７０ａ）が絶縁材料（７２）によ
り分離されている前記特許請求の範囲各項中の１項に記
載の陰極。 ６、前記最外側伝導性表面部分（７０ｂ　、　５４１５
６）が、使用時同じ電位であるのを保証するよう直接電
気的に接続されている前記特許請求の範囲各項中の１項
に記載の陰極。 ７、前記内側伝導性表面部分（７０ａ　、　７２ａ　）
の前記伝導性領域＜７０ａ）が、使用時前記伝導性領域
と最外側伝導性表面部分とが全て同じ電位であるのを保
証するよう前記最外側伝導性表面部分（７０ｂ。 ５４１５６）に直接電気的に接続されている特許請求の
範囲第６項記載の陰極。 ８、前記内側伝導性表面部分（７０ａ　、　７２ａ　）
を区画形成し、かつ前記最外側伝導性表面部分（５４１
５６）を区画形成する金属体（５２）の凹所の中に挿入
されている、挿入部材を具備している前記特許請求の範
囲各項中の１項に記載の陰極。 ９、被加工片（１４）に対し陰ｆｆｉ　（２２）を前進
させ、電流が被加工片と陰極との間の隙間にある電解液
によってこれら被加工片と陰極との間に搬送される、液
加１゛片を電解加工する方法において、前記陰極（２２
）の作動表面（５４１５６）が、その先導縁に、第１の
伝導性表面部分（７０ｂ、　５４１５６）を有し、該第
１の伝導性表面部分がこれに追従する第２の伝導性表面
部分（７０ａ、７２ａ）よりも高度の表面伝導性を有し
ていることを特徴とする電解加工方法。 １０、前記隙間の幅が、前記第１の伝導性表面部分（７
０ｂ　、　５４１５６）において前記第２の伝導性表面
部分（７０ａ　、　７２ａ　）におけるよりも小さい特
許請求の範囲第９項記載の方法。 １１．２つの最外側伝導性表面部分（７０ｂ　、　５４
１５６）と該外側伝導性表面部分の間の１つの′内側伝
導性表面部分（７０ａ　、　７２ａ）とからなる作動表
面（５４１５６）を有し、前記内側伝導性表面部分（７
０ａ。 ７２ａ）が、使用時前記最外側伝導性表面部分が前記内
側伝導性表面部分より大きな表面伝導性を有するよう配
置されかつ大きさに形成された、複数の伝導性領域（７
０ａ）を具備している被加工片（１４）を電解加工する
陰極を用いる、特許請求の範囲第９項又は第１０項記載
の方法。 １２、タービン羽根の根元部を加工するために用いられ
る特許請求の範囲第９項から第１１項中の１項に記載の
方法。 １３．２つの最外側伝導性表面部分（７０ｂ　、　５４
１５６）と該外側伝導性表面部分の間の１つの内側伝導
性表面部分（７０ａ　、　７２ａ　）とからなる作動表
面（５４１５６）を有し、前記内側伝導性表面部分（７
０ａ。 ７２ａ）が、使用時前記最外側伝導性表面部分が前記内
側伝導性表面部分より大きな表面伝導性を有するよう配
置されかつ大きさに形成された、複数の伝導性領域（７
０ａ）を具備し、前記外側伝導性表面部分（７０ｂ　、
　５４１５６）の１つが凸面形状であり、前記作動表面
（５４１５６）がもう１つの伝導性表面部分（７２ｂ　
、　７０ｃ　）を有し、前記内側伝導性表面部分（７０
ａ　、　７２ａ＞が前記もう１つの伝導性表面部分（７
２ｂ　、　７０ｃ　）と前記最外側伝導性表面部分（７
０ｂ。 ５４１５６）の１つとの中間にあり、前記もう１つの伝
導性表面部分（７２ｂ　、　７０ｃ　）が、前記内側伝
導性表面部分より低い表面伝導性を有しかつ凹面形状で
ある、被加工片（１４）を電解加工するための陰極（２
２）を用いる、タービン羽根（１４）の根元部の圧力表
面（６８）を加工する方法であって、前記陰極（２２）
の前記内側伝導性表面部分（７０ａ　、　７２ａ　）が
、前記圧力表面が形成されているタービン羽根根元部の
表面部分の反対側に配設され、陰極（２２）の先導縁（
５４，７０ｂ）がタービン羽根根元部の凹面部分の反対
側に配置され、また陰極の後縁（５４、７０ｃ　）がタ
ービン羽根根元部の凸面部分の反対側に配置されている
、特許請求の範囲第１０項記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の表面を相互に連結する中間の、１つの高度の
   公差の表面を有する作動部分を、電解加工するための陰
   極であって、前記作動部分を加工するための陰極作動表
   面を具備し、該陰極作動表面は、前記高度の公差表面に
   対して間隔をおいて対面する加工関係に位置させるため
   の部分的に伝導性の表面部分を有するとともにまた前記
   作動部分の前記相互連結表面に対し間隔をおいて対面す
   る加工関係に位置させるための前記部分的伝導性表面部
   分に隣接する伝導性表面部分を有している、電解加工用
   陰極。 ２、ポケットと該ポケット内の部分的に伝導性の陰極イ
   ンサートとを有する伝導性陰極本体を具備している特許
   請求の範囲第１項記載の陰極。 ３、陰極インサートが多数の伝導性の層と非伝導性の層
   とを含み、前記層が、前記伝導性の層のある緑が前記本
   体と接触し他の緑が作動加工表面として前記作動部分か
   ら間隔をおいて配置されるような交互の順序になってい
   る特許請求の範囲第２項記載の陰極。 ４、陰極作動表面の部分的に伝導性の表面部分が、加工
   されるべき作動部分の高度公差表面の傾斜角度と異なっ
   た傾斜角度を有している特許請求の範囲第１項又は第２
   項又は第３項記載の陰極。 ５、根元形状部の一側が中間のしかも隣接する複数の根
   元形状表面を相互に連結する１つの高度の公差の圧力表
   面を有している、ガスタービンの翼に取付けられた根元
   形状部の前記一側を電解加工するための陰極であって、
   前記根元形状部の前記一側を加工するための陰極作動表
   面を具備し、該陰極作動表面は、前記圧力表面に対し間
   隔をおいて対面する加工関係に位置させるための部分的
   に伝導性の表面部分を有するとともにまた各隣接根元形
   状部表面に対し間隔をおいて対面する加工関係に位置さ
   せるための前記部分的伝導性表面部分に近接する伝導性
   の表面部分を有し、前記部分的伝導性表面部分が前記圧
   力表面の傾斜角度より小さい傾斜角度を有し、それによ
   り前記隣接根元形状部分表面と前記圧力表面とが前記陰
   極作動表面によって前記圧力表面の過剰切削を減少して
   加工されるようにしている電解加工用陰極。 ６、前記部分的伝導性表面部分が、多数の伝導性の層と
   非伝導性の層とが交互に配されて構成され、前記層の縁
   が前記部分的伝導性表面部分を形成している特許請求の
   範囲第５項の陰極。 ７、前記多数の伝導性の層と非伝導性の層とが、前記圧
   力表面に対面する陰極作動表面の凹みポケットの中に受
   け入れられた部分的伝導性の積層インサートの形式とな
   っている特許請求の範囲第６項記載の陰極。