RU2769136C1 - Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке и способ изготовления указанного устройства - Google Patents

Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке и способ изготовления указанного устройства Download PDF

Info

Publication number
RU2769136C1
RU2769136C1 RU2020112397A RU2020112397A RU2769136C1 RU 2769136 C1 RU2769136 C1 RU 2769136C1 RU 2020112397 A RU2020112397 A RU 2020112397A RU 2020112397 A RU2020112397 A RU 2020112397A RU 2769136 C1 RU2769136 C1 RU 2769136C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
curved
channel
extension section
ceramic material
electrode
Prior art date
Application number
RU2020112397A
Other languages
English (en)
Inventor
Мартин ДУКАС
Мирна БЕШЕЛАНИ
Original Assignee
Сафран
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сафран filed Critical Сафран
Application granted granted Critical
Publication of RU2769136C1 publication Critical patent/RU2769136C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/26—Apparatus for moving or positioning electrode relatively to workpiece; Mounting of electrode
    • B23H7/265—Mounting of one or more thin electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/36—Supply or regeneration of working media
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10—Working turbine blades or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/14—Making holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • C04B35/117—Composites
    • C04B35/119—Composites with zirconium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Изобретение относится к изготовлению устройства для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной обработке. Устройство (39) содержит корпус (41), имеющий прямолинейную часть (43а), в которой выполнен по меньшей мере один первый канал (45) для проведения по меньшей мере одного электрода (46). Корпус дополнительно имеет выполненную как единое целое изогнутую часть (43b), в которой выполнен по меньшей мере один второй изогнутый канал (47) для подачи диэлектрической текучей среды и в которой имеется изогнутый удлинительный участок указанного по меньшей мере одного первого канала. Изогнутый удлинительный участок и второй изогнутый канал выполнены из керамики, и в них значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности составляет Ra < 2 мкм. Обеспечивается устройство, геометрия которого адаптирована по форме и размеру для доступа к труднодоступным областям электроэрозионной обработки, способное выдерживать многократную длительную механическую обработку, а также возможность изготовления, при необходимости, специфического устройства для каждого случая обработки и возможность автоматизации работы устройства, в частности для выполнения направленного сверления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

[001] Настоящее изобретение относится к (направляющему) устройству для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке (EDM) и способу изготовления указанного устройства.
[002] Областью применения данного изобретения являются газовые турбины для летательных аппаратов.
[003] Пример такого устройства для удерживания электрода (электродов) описан, например, в документе ЕР 0449694, при этом указанное устройство содержит корпус, имеющий прямолинейную часть, в которой выполнен первый канал для прохождения электрода (электродов).
[004] В данном описании любое выражение «один» подразумевает «по меньшей мере один», т.е. один или более.
[005] Проблемами, существующими в данной области техники, являются, например, сверление отверстий в лопатке многолопаточного направляющего аппарата, предназначенного для работы при высоких давлениях, в авиационной газовой турбине, с обеспечением доступа электрода, предназначенного для сверления методом EDM, к межлопаточной области.
[006] Основными ограничениями являются:
сохранение свойств стандартных направляющих (электрическая изоляция, адаптация к традиционному присоединительному приспособлению станка, низкая интенсивность износа, механическая прочность и т.д.);
использование геометрии с элементами уменьшенного размера, подгоняемой по форме, для обеспечения доступа к межлопаточной области и выполнения/механической обработки отверстий в указанной области;
подача диэлектрической среды (смазочно-охлаждающей текучей среды) в зону сверления, которая обычно является ограниченной.
[007] Кроме того, можно отметить важность, в частности, таких факторов, как:
способ формирования EDM-устройства, геометрия которого адаптирована по форме и размеру для доступа к труднодоступным областям обработки;
обеспечение быстрого и недорого способа создания указанного устройства с гарантией того, что в дальнейшем такое устройство будет выдерживать многократную длительную механическую обработку;
возможность изготовления, при необходимости, специфического устройства для каждого случая механической обработки;
дополнительную возможность автоматизации работы устройства, в частности для выполнения направленного сверления.
[008] Для по меньшей мере частичного решения указанной проблемы предложено выполнение корпуса вышеупомянутого устройства с изогнутой, выполненной как единое целое частью, в которой имеется второй изогнутый канал для подачи диэлектрической текучей среды и в которой проходит (т.е. имеется) изогнутый удлинительный участок указанного первого канала, через который проходит (проходят) электрод(ы), причем указанные изогнутый удлинительный участок первого канала и второй изогнутый канал выполнены из керамики, при этом значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности составляет Ra<2 мкм, предпочтительно Ra<0,5 мкм.
[009] Для дополнительного улучшения доступа и упрощения монтажа на существующей оснастке предложено следующее:
в указанной прямолинейной части выполнен прямолинейный удлинительный участок второго изогнутого канала, и
изогнутая и прямолинейная части являются отдельными частями, склеенными друг с другом торец к торцу, при этом прямолинейная часть имеет соединительное средство для соединения с электроэрозионным (EDM) станком для сверления микроотверстий.
[010] Кроме того, для дополнительного улучшения подачи диэлектрической среды (смазочно-охлаждающей текучей среды) в зону механической обработки предложено (по отдельности или в комбинации) следующее:
вокруг изогнутого удлинительного участка первого канала выполнены указанные вторые изогнутые каналы, соосные с указанным изогнутым удлинительным участком первого канала;
общее поперечное сечение указанных вторых изогнутых каналов, перпендикулярное оси, вдоль которой проходят данные соосные каналы, составляет от 4 до 8 мм2.
[011] Фактически, ламинарный поток текучей среды в зоне механической обработки, локальное погружение и стабильность электрической дуги, образуемой между соответствующим электродом и деталью, будут способствовать полному погружению области обработки в диэлектрическую среду.
[012] В соответствии с предложенным устройством, для обеспечения направления или для содействия направлению соответствующего электрода в принимающем его канале, по меньшей мере в изогнутой части значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности изогнутого удлинительного участка составляет 0,01 мкм < Ra < 0,3 мкм.
[013] В результате, в качестве способа изготовления, специально предназначенного для изготовления вышеупомянутого устройства для удерживания электрода (электродов), имеющего все или часть заявленных характеристик, можно будет все шире использовать способ, включающий изготовление устройства из керамического материала по аддитивной технологии.
[014] Выражение «керамический материал» обозначает как керамический материал как таковой (например, глинозем, диоксид циркония, нитрид кремния и т.п.), так и керамический композит, композит с керамической матрицей (CMC).
[015] Таким образом, направляющее устройство, созданное с помощью предложенного способа, содержит средство для подачи (диэлектрической) смазочно-охлаждающей текучей среды по второму каналу (каналам), чего невозможно достичь при использовании направляющей, выполненной путем механической обработки.
[016] Кроме того, благодаря использованию предложенного способа, можно предусмотреть (возможно, в сочетании) следующее:
керамический материал содержит глинозем и диоксид циркония;
керамический материал содержит частицы глинозема и диоксида циркония, диспергированные в структуре глинозема, причем указанный керамический материал получен путем смешивания в жидком состоянии;
после изготовления по аддитивной технологии выполняют последующую обработку внутреннего пространства (внутренней поверхности) второго изогнутого канала и предпочтительно всей внутренней поверхности указанной изогнутой части, выполненной как единое целое, методом абразивно-струйной обработки (AFM).
[017] При таком подходе оптимизация параметров аддитивной технологии будет обеспечивать быстрый, контролируемый, легко воспроизводимый и экономически эффективный способ, позволяющий удобно применять его с учетом различных требований в отношении геометрических и размерных характеристик, а также в отношении ожидаемого состояния поверхности внутри каналов.
[018] Данное изобретение будет более понятным, а его прочие детали, характеристики и преимущества станут очевидными после прочтения нижеследующего описания, приведенного в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
[019] на фиг. 1 представлено схематическое изображение авиационной газовой турбины;
на фиг. 2 и 3 представлена типовая деталь, известная из существующего уровня техники и имеющая отношение к применению устройства согласно данному изобретению;
на фиг. 4 представлен пример манипуляций между двумя соседними неподвижными лопатками в области 35 манипуляций, которая является труднодоступной и имеет изменяющуюся кривизну;
на фиг. 5 и 8 представлено схематическое изображение устройства для удерживания электрода (электродов) при электроэрозионной обработке согласно данному изобретению;
на фиг. 6 изображен вид спереди в соответствии с направлением, обозначенным стрелкой VI на фиг. 5; и
на фиг. 7 изображена внутренняя конструкция прямолинейных и изогнутых частей и возможное соединение между указанными частями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[020] Типичный пример детали, имеющей отношение к применению устройства согласно данному изобретению, показан на фиг. 2 и 3. Данная деталь представляет собой направляющую лопатку 1 направляющего аппарата 13, предназначенного для работы при высоких давлениях, в турбомашине 5, изображенной на фиг. 1. Лопатка 1 может быть частью многолопаточного направляющего аппарата.
[021] Соответственно, такая конструкция создает неудобства.
[022] Как известно, авиационная газовая турбина, такая как турбина, обозначенная позицией 5, обычно имеет воздухозаборник (нагнетательную камеру), образующий отверстие для впуска воздушного потока непосредственно в двигатель. Как правило, турбина содержит одну или более секций для сжатия всасываемого воздуха (обычно секцию 7а низкого давления и секцию 7b высокого давления). Сжатый воздух поступает в камеру 9 сгорания и смешивается с топливом перед его воспламенением.
[023] Горячие газообразные продукты сгорания затем расширяются в различных ступенях 11а, 11b турбины, таких как ступень 11а высокого давления, расположенная сразу за камерой сгорания, и последующие ступени 11b низкого давления.
[024] Каждая ступень турбины, например, ступень 11а или 11b, имеет ряд неподвижных лопаток, также называемых направляющим аппаратом 13, за которым следует ряд подвижных лопаток, расположенных по окружности вокруг диска турбины. Направляющий аппарат 13 отклоняет и ускоряет поток газа, выходящего из камеры сгорания к лопаткам ротора турбины, обеспечивая вращение лопаток и диска турбины. Ось вращения обозначена как X.
[025] Таким образом, направляющий аппарат 13 содержит множество направляющих лопаток 1, расположенных радиально относительно оси X и соединяющих радиально внутренний кольцевой элемент (или внутреннюю полку) и радиально наружный кольцевой элемент (или наружную полку). Описанный узел обеспечивает образование кольцевой струи напротив подвижных лопаток турбины.
[026] Таким образом, неподвижные лопатки 1 расположены в виде кольца (см. пунктирную линию на фиг. 2), которое при необходимости может быть разделено на сегменты, распределенные по окружности вокруг оси X. Каждый сегмент, например, весьма схематично изображенный на фиг. 3 или 8 сегмент 15, содержит одну или более смежных неподвижных лопаток 1, прикрепленных к элементу в форме сектора кольца для образования направляющего аппарата 13.
[027] Сопловые лопатки обычно выполнены литыми и могут быть изготовлены из жаропрочного сплава на основе никеля или монокристаллического материала, имеющего очень хорошую термостойкость. В частности, направляющие аппараты 13 турбины высокого давления представляют собой узлы, которые подвергаются очень высокому термическому напряжению.
[028] Для снижения температуры и ограничения ухудшения рабочих характеристик направляющих аппаратов часто требуется обеспечивать их охлаждение. Такое охлаждение направляющих аппаратов позволяют обеспечить отверстия 17, выполненные, например, во вставках, расположенных внутри лопаток. «Свежий» воздух, забираемый из компрессора турбины, может воздействовать на внутреннюю поверхность лопатки через указанные отверстия, обеспечивая охлаждение лопатки.
[029] Как правило, отверстия 17 могут быть просверлены в лопатке 1 с помощью станка для электроэрозионной обработки (EDM) или лазера.
[030] В соответствии с фиг. 3, на которой представлено решение согласно уровню техники, отверстия 17 могут быть выполнены при использовании оснастки станка для электроэрозионной обработки (EDM), содержащей прямое (прямолинейное) сверлильное устройство или направляющую 19, из которой выступает электрод 21. Сопло 23, расположенное неподвижно относительно рамы 25 сверлильного станка 27, обеспечивает орошение зоны сверления диэлектрической текучей средой. Деталь, подлежащая сверлению, может быть ориентирована (в направлениях dX, dY) с помощью подвижных средств 31, посредством ориентирующего стола 33.
[031] Как уже было отмечено, при сверлении, особенно в данном случае, может потребоваться решение следующих задач:
по возможности сохранение свойств стандартных направляющих;
обеспечение соответствующей возможности доступа для электрода, предназначенного для сверления методом EDM, особенно когда область, к которой необходимо обеспечить указанный доступ, является тесной, плохо доступной или даже извилистой;
использование простой геометрии, соответственно адаптированной к нескольким возможным конфигурациям;
улучшение условий для выполнения операций сверления/механической обработки, с ограничением при этом продолжительности указанных операций.
[032] Пример вмешательств, вызывающих возникновение проблемы данного типа, представлен на фиг. 4, на которой изображены две соседние неподвижные лопатки 1, между которыми образована область 35 манипуляций, являющаяся труднодоступной и имеющая изменяющуюся кривизну.
[033] Таким образом, предложено заменить прямое (прямолинейное) сверлильное устройство или направляющую 19 на EDM-устройство 39 для удерживания электрода (электродов), показанное, в частности, на фиг. 5, 6 и 8.
[034] Устройство 39 содержит корпус 41, имеющий трубчатую прямолинейную часть 43а и продолжающую ее изогнутую часть 43b, причем каждая из указанных частей выполнена как единое целое.
[035] Как изображено на фиг. 5, 6 или 7, по меньшей мере в указанной изогнутой части выполнены
(по меньшей мере) один первый канал 45 для проведения по меньшей мере одного электрода 46, в данном случае одного электрода, и
(по меньшей мере) один второй канал 47 для подачи диэлектрической текучей среды из свободного конца корпуса, на котором выступает рабочий конец 460 электрода 46, предназначенный для вхождения в контакт с обрабатываемой деталью.
[036] В предпочтительном примере показано, что указанный второй канал 47 имеет несколько, в данном случае три, радиальных сегментов 47а, 47b, 47c, расположенных вокруг продольного направления А корпуса 41, причем данное направление является прямолинейным с последующим искривлением.
[037] Электрод 46 проходит в центре через изогнутый удлинительный участок 45b, который предпочтительно является продолжением указанного (по меньшей мере) первого канала 45.
[038] Три изогнутых сегмента 47а, 47b, 47с предпочтительно отходят от такого же количества сегментов 470а, 470b, 470с, находящихся в прямолинейной части (см. фиг. 7), расположены соосно и сообщаются с соответствующими вышеуказанными сегментами.
[039] В данном случае, изогнутый удлинительный участок 45b предпочтительно отходит от расположенного в прямолинейной части центрального прямолинейного участка 450b канала 45, предназначенного для проведения электрода 46, и сообщается с указанным участком.
[040] Изогнутый удлинительный участок 45b указанного (по меньшей мере) одного первого канала и второй изогнутый канал (47; 47а, 47b, 47с, 470а, 470b, 470с), в котором, таким образом, расположен данный изогнутый удлинительный участок 45b, выполнены из керамического материала, значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности которого составляет Ra < 2 мкм.
[041] Благодаря этому обеспечивается создание недорогой, выполненной как единое целое конструкции, которая может быть быстро и просто сформована, в частности, путем трехмерного (3D) изготовления устройства по аддитивной технологии с помощью цифровой оптической обработки (DTP, Digital Light Processing - товарный знак) из (композитного или некомпозитного) керамического материала.
[042] В представленном предпочтительном примере имеется несколько так называемых вторых изогнутых каналов 47а, 47b, 47с, соосно окружающих центральный изогнутый удлинительный участок 45b первого канала.
[043] Как уже упоминалось выше, общее поперечное сечение вторых изогнутых каналов, перпендикулярное оси, вдоль которой соосно проходят данные каналы, предпочтительно составляет от 4 до 8 мм. Таким образом, может быть обеспечена эффективная подача диэлектрической текучей среды к обрабатываемой области и, в частности, может быть обеспечено локальное погружение.
[044] Благодаря выполнению в устройстве 39 для удерживания электрода (электродов), по меньшей мере в его изогнутой части, одного изогнутого удлинительного участка 45b и/или второго канала 47, значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности которых/которого составляет 0,01 мкм < Ra < 0,3 мкм, будет ограничено трение электрода о стенки направляющей и, тем самым, облегчено перемещение электрода.
[045] В частности, для возможности использования изогнутых частей 43b, дифференцированных в соответствии с предъявляемыми требованиями (различные радиусы кривизны, различная длина и даже различные диаметры и т.д.), соответствующие изогнутые и прямолинейные части при необходимости являются конструктивно отдельными частями, выполненными с возможностью склеивания друг с другом, состыковки торец 49 к торцу или соединения через муфту или втулку 490 (фиг. 7).
[046] В таком случае прямолинейная часть 43а дополнительно имеет средство 51, предназначенное для соединения с одной головкой 270 сверлильного станка 27.
[047] Диэлектрическая текучая среда поступает из источника 230 (фиг. 8) и, соответственно, подается в устройство 39 для удерживания электрода (электродов), для впрыскивания указанной текучей среды как можно ближе к зоне сверления.
[048] Что касается уже упомянутого способа изготовления, керамический материал предпочтительно содержит глинозем и диоксид циркония.
[049] В таком случае можно использовать преимущества двух материалов: твердость и химическую инертность глинозема и упрочнение диоксида циркония при фазовом переходе. Одним из способов достижения таких преимуществ может быть создание однородной дисперсии гранул диоксида циркония в матрице глинозема. Трещина, распространяющаяся в таком материале, будет вызывать q-m трансформацию гранул диоксида циркония и, соответственно, будет сдерживаться сжимающими напряжениями, возникающими в результате данной трансформации. Для этого требуется два условия: с одной стороны, гранулы диоксида циркония должны быть изначально квадратными, а с другой стороны, они должны быть восприимчивы к трансформации под воздействием напряжения.
[050] Как уже было сказано, чтобы обеспечить компромисс между производительностью с точки зрения позиционирования электрода 46 и подачи диэлектрической текучей среды с хорошим качеством потока и дешевым, быстрым и, возможно, серийным изготовлением устройства 39, предложено использование абразивно-струйной обработки (AFM) для последующей обработки (то есть, после изготовления по аддитивной технологии) внутренней части второго изогнутого канала (каналов) 47, 47а, 47b, 47с и предпочтительно всего внутреннего пространства выполненной как единое целое изогнутой части 43b. Данный вид механической обработки, выполняемый путем экструзии абразивной пасты, позволяет формировать несколько полостей в одной детали и, в то же время, обрабатывать несколько десятков частей в одном узле. Оснастку можно легко сконструировать таким образом, чтобы при практическом использовании на производстве ее можно было поменять в течение нескольких минут.

Claims (10)

1. Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной обработке, содержащее корпус (41), имеющий прямолинейную часть (43а), в которой выполнен по меньшей мере один первый канал (45) для проведения по меньшей мере одного электрода (46), отличающееся тем, что указанный корпус дополнительно имеет выполненную как единое целое изогнутую часть (43b), в которой выполнен по меньшей мере один второй изогнутый канал (47, 47а, 47b, 47с) для подачи диэлектрической текучей среды и через которую проходит изогнутый удлинительный участок (45b) указанного по меньшей мере одного первого канала (45), в котором проходит по меньшей мере один электрод (46), причем указанные изогнутый удлинительный участок и второй изогнутый канал выполнены из керамического материала, и в них значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности составляет Ra < 2 мкм.
2. Устройство по п. 1, содержащее несколько вторых изогнутых каналов (47а, 47b, 47с), окружающих изогнутый удлинительный участок (45b) первого канала (45) соосно с указанным изогнутым удлинительным участком первого канала.
3. Устройство по п. 1 или 2, в котором в прямолинейной части (43а) выполнен прямолинейный удлинительный участок второго изогнутого канала (47).
4. Устройство по п. 2 или 3, в котором общее поперечное сечение вторых изогнутых каналов (47а, 47b, 47с), перпендикулярное оси, вдоль которой соосно проходят данные каналы, составляет от 4 до 8 мм2.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором по меньшей мере в изогнутой части значение среднеарифметической шероховатости (Ra) внутренней поверхности изогнутого удлинительного участка (45b) составляет 0,01 мкм < Ra < 0,3 мкм.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором изогнутая часть (43b, 45b) и прямолинейная часть (43а) являются отдельными частями, склеенными друг с другом торец к торцу, причем прямолинейная часть имеет соединительное средство для соединения с электроэрозионным (EDM) станком для сверления микроотверстий.
7. Способ изготовления устройства для удерживания одного или более электродов по любому из пп. 1-6, в котором указанное устройство изготавливают по аддитивной технологии из керамического материала.
8. Способ по п. 7, в котором керамический материал содержит глинозем и диоксид циркония.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором керамический материал содержит частицы глинозема и диоксида циркония, диспергированные в структуре глинозема, причем такой керамический материал получают путем смешивания в жидком состоянии.
10. Способ по любому из пп. 7-9, в котором после изготовления по аддитивной технологии проводят последующую обработку внутренней части второго изогнутого канала (47, 47а, 47b, 47с) и предпочтительно всего внутреннего пространства указанной изогнутой части (43b), выполненной как единое целое, методом абразивно-струйной обработки (AFM).
RU2020112397A 2017-09-29 2018-09-28 Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке и способ изготовления указанного устройства RU2769136C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1759110 2017-09-29
FR1759110A FR3071758B1 (fr) 2017-09-29 2017-09-29 Dispositif porte-electrode(s) pour usinage par electroerosion, et procede d'obtention
PCT/FR2018/052397 WO2019063953A1 (fr) 2017-09-29 2018-09-28 Dispositif porte-electrode(s) pour usinage par electroerosion, et procede d'obtention

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769136C1 true RU2769136C1 (ru) 2022-03-28

Family

ID=61003101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112397A RU2769136C1 (ru) 2017-09-29 2018-09-28 Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке и способ изготовления указанного устройства

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11707793B2 (ru)
EP (1) EP3687727B1 (ru)
CN (1) CN111182992B (ru)
CA (1) CA3077103C (ru)
FR (1) FR3071758B1 (ru)
RU (1) RU2769136C1 (ru)
WO (1) WO2019063953A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112191965A (zh) * 2020-09-29 2021-01-08 中国航发动力股份有限公司 一种用于加工叶片叶身遮蔽孔的电极导向器及其使用方法
WO2023239988A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 Siemens Energy, Inc. System and method for performing internal machining

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449694B1 (fr) * 1990-03-20 1993-01-07 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Dispositif porte-électrodes pour usinage par électroérosion
US6225589B1 (en) * 1999-03-15 2001-05-01 Stephen Bartok Electric discharge machining apparatus
DE10103292A1 (de) * 2001-01-25 2002-08-29 Siemens Ag Elektrodenführung für Erodiermaschinen sowie Verfahren zum Erodieren von Werkstücken
US20120132623A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Justice Jr Jimmy Roger Electrode holder
RU2455133C1 (ru) * 2010-10-27 2012-07-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Станок для электроэрозионного формообразования отверстий

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI227178B (en) * 2003-12-26 2005-02-01 Ind Tech Res Inst Microelectrode machining device
WO2007133258A2 (en) * 2005-11-28 2007-11-22 The Ex One Company Edm electrodes by solid free - form fabrication
CN101579762A (zh) * 2008-05-14 2009-11-18 通用电气公司 电极装置及电加工方法
US8535491B2 (en) * 2009-09-18 2013-09-17 General Electric Company Electrochemical machining assembly with curved electrode
CN101870019A (zh) * 2010-06-17 2010-10-27 查济瑞 电火花线切割加工直齿锥齿轮的方法
JP6139860B2 (ja) * 2011-11-29 2017-05-31 三菱重工業株式会社 電解加工工具及び電解加工システム
WO2016124432A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Philips Lighting Holding B.V. Fused deposition modeling based mold for molding and replicating objects, method for its manufacture and fused deposition modeling 3d printer
CN104801801B (zh) * 2015-04-30 2017-03-01 南京航空航天大学 基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法及装置
CN106552975B (zh) * 2015-09-28 2019-01-01 通用电气公司 加工工具和加工系统
CN106695034A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 成都鑫胜太数控设备有限公司 一种可去除重熔层的航空涡轮叶片气膜孔加工装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449694B1 (fr) * 1990-03-20 1993-01-07 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Dispositif porte-électrodes pour usinage par électroérosion
US6225589B1 (en) * 1999-03-15 2001-05-01 Stephen Bartok Electric discharge machining apparatus
DE10103292A1 (de) * 2001-01-25 2002-08-29 Siemens Ag Elektrodenführung für Erodiermaschinen sowie Verfahren zum Erodieren von Werkstücken
RU2455133C1 (ru) * 2010-10-27 2012-07-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Станок для электроэрозионного формообразования отверстий
US20120132623A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-31 Justice Jr Jimmy Roger Electrode holder

Also Published As

Publication number Publication date
FR3071758A1 (fr) 2019-04-05
CA3077103A1 (fr) 2019-04-04
WO2019063953A1 (fr) 2019-04-04
FR3071758B1 (fr) 2020-01-10
US11707793B2 (en) 2023-07-25
EP3687727B1 (fr) 2022-03-23
BR112020006168A2 (pt) 2020-10-06
CN111182992A (zh) 2020-05-19
CA3077103C (fr) 2024-03-05
CN111182992B (zh) 2023-06-27
EP3687727A1 (fr) 2020-08-05
US20200254546A1 (en) 2020-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11401821B2 (en) Turbine blade
US7334331B2 (en) Methods and apparatus for machining components
JP5948027B2 (ja) 共形湾曲フィルム孔を備えた構成要素及びその製造方法
EP2743454A1 (en) Turbine component having cooling passages with varying diameter
US11053803B2 (en) Airfoils and core assemblies for gas turbine engines and methods of manufacture
RU2769136C1 (ru) Устройство для удерживания одного или более электродов при электроэрозионной механической обработке и способ изготовления указанного устройства
US9376920B2 (en) Gas turbine engine cooling hole with circular exit geometry
US20160369633A1 (en) Trench cooling of airfoil structures
US20190145267A1 (en) Engine component with non-diffusing section
EP3453831B1 (en) Airfoil having contoured pedestals
EP3757351A2 (en) Airfoil and core assembly for gas turbine engine and method of manufacture
EP3034809B1 (en) Gas turbine engine component with abrasive surface formed by electrical discharge machining
RU2383421C1 (ru) Способ изготовления лопатки направляющего аппарата осевого компрессора газовой турбины и направляющего аппарата
US20200109636A1 (en) Airfoil with cast features and method of manufacture
US20170328213A1 (en) Engine component wall with a cooling circuit
WO2016068855A1 (en) Active turbine blade tip clearance control system for turbine engines
CN108999644B (zh) 涡轮发动机的冷却部件
US20160169039A1 (en) Slots for turbomachine structures
US20230070114A1 (en) Multi-step method for machining blind ope1ning in ceramic component
EP3260658B1 (en) Trailing edge ejection cooling of an aerofoil
BR112020006168B1 (pt) Dispositivo para reter um ou mais eletrodos para uma usinagem de descarga elétrica e método de produção especificamente dedicado à fabricação do dispositivo para reter um ou mais eletrodos
KR20170044372A (ko) 가스터빈의 냉각장치
CA3146191A1 (en) Laser ablation seal slot machining