等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺制造技术

本发明专利技术提供一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，将待加工整体叶盘毛坯装夹到电解机床的回转工作台上后安装并调整工具阴极组件位置，然后进行对刀，设定电解工艺参数后启动加工程序进行叶片的电解加工，当前叶片加工完成后，工具阴极组件抬起，待加工整体叶盘沿轴线旋转预设角度，加工另一片叶片。本发明专利技术加工效率高、电极无损耗、加工薄型结构无残余应力和变形，适用于批量生产，而且批量生产中电解加工优质、高效点优势更加突出，电解加工后型面尺寸与理论型面尺寸偏差不大于±0.02，电解加工后型面，叶片经过磨粒流抛光后，表面粗糙度达到Ra0.8，满足整体叶盘产品的复杂工作环境。

【技术实现步骤摘要】
等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺
本专利技术属于航空航天
，特别涉及一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺。
技术介绍
随着航空、航天事业的发展，高温合金整体叶盘在航空航天发动机的应用越来越广泛。整体叶盘是先进航空发动机设计中一种典型的整体结构部件，它将叶片和叶盘做成一体，省去常规叶盘联接的榫头、榫槽和锁紧装置，避免了榫头气流损失、减少了结构重量和零件数量，大幅提高了发动机的工作效率、推重比和可靠性。整体叶盘叶型复杂、精度要求高，其制造技术成为许多科研单位研究的重点。传统的数控铣削方法受刀具运动空间限制，加工精度低，加工效率低，废品率高。整体叶盘加工工艺主要包括：高效整体铣削和数控精密电解。与数控铣削方法相比，整体叶盘电解加工效率高、电极(刀具)无损耗、加工薄型结构无残余应力和变形，在批量生产中电解加工优质、高效优势更加突出。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，解决了加工精度低，加工效率低，废品率高的问题，所加工的整体叶盘满足设计指标要求，能适应发动机产品的高速旋转的复杂工作环境。本专利技术采用的技术方案是：一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，包括以下步骤：步骤1、设备开机，循环电解液0.5h-1h，直至电解液电导率稳定在±0.5范围内；步骤2、安装待加工整体叶盘毛坯，将待加工整体叶盘毛坯通过定位、夹紧固定安装在电解机床的回转工作台的气动夹盘内；步骤3、安装工具阴极组件，将工具阴极组件安装在电解机床Z轴电解位移微调装置的前端；步骤4、调整工具阴极组件位置，通过电解位移微调装置，调整工具阴极组件与待加工整体叶盘毛坯相对位置；步骤5、对刀；步骤5.1、手动对刀，将工具阴极组件移动至待加工整体叶盘外圆上表面正上方位置；步骤5.2、自动对刀，工具阴极组件以0.7mm/min速度缓慢移动至待加工整体叶盘外圆上表面，直至设备指示灯闪烁；步骤5.3、工具阴极组件移动到距离待加工叶片上表面初始加工间隙的位置；步骤6、设定电解工艺参数；步骤7、启动加工程序，进行叶片电解加工；步骤8、当前叶片加工完成后，工具阴极组件抬起，待加工整体叶盘沿轴线旋转预设角度，重复步骤5.3和步骤7，再开始加工另一片叶片，直到整体叶盘加工完成。进一步，步骤1的电解液为NaNO3溶液，电解液pH值7.0～7.5、电解液压力1.0～1.5Mpa、电解液电导率130～150ms/cm。进一步，步骤3工具阴极组件包括阴极基体，所述阴极基体中心处加工开口向下的内部凹槽，所述阴极基体两侧开设对称分布的进液孔及出液槽，绝缘保护套安装在阴极基体内部凹槽的内表面，所述绝缘保护套底端开设与阴极基体出液槽尺寸相匹配的出液槽，所述阴极基体的开口处安装固定阴极片。进一步，步骤5.1工具阴极组件端面距待加工整体叶盘外圆上表面0.3～0.5mm。进一步，步骤6电解工艺参数为包括加工电压15～18V、进给速度3.5～4.5mm/min、温度25～35℃。进一步，阴极片内型尺寸根据叶片设计轮廓尺寸计算所得，计算公式为：Δb＝ηωκ(U-δE)/V；其中：Δb------底面平衡间隙；Δs------侧面间隙；ηω-----实际电化当量；κ------电解液电导率；U------加工电压；δE----超电压；V------进给速度；F------阴极片厚度。进一步，整体叶盘材质为不锈钢、高强度钢、钛合金材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术加工效率高、电极无损耗、加工薄型结构无残余应力和变形，适用于批量生产，而且批量生产中电解加工优质、高效点优势更加突出，电解加工后型面尺寸与理论型面尺寸偏差不大于±0.02，电解加工后型面，叶片经过磨粒流抛光后，表面粗糙度达到Ra0.8，满足整体叶盘产品的复杂工作环境。附图说明图1为等截面高温合金整体叶盘电解加工设备结构示意图；图2为工具阴极组件结构示意图；图3为整体叶盘结构示意图。附图标记：1-电解设备夹持器2-电解位移微调装置3-工具阴极组件4-回转工作台5-待加工整体叶盘31-阴极基体32-绝缘保护套33-阴极片34-固定挡片35-锁紧螺钉51-已加工叶片部分52-叶片具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。等截面整体叶盘指的是叶片52沿着阴极运动方向的垂直面剖切，每个横截面的形状都是一致的。如图3所示，等截面整体叶盘为圆形盘面，在圆形盘面外圆周面上均布多个叶片52，每个叶片52的形状均相同，且叶片52沿着阴极运动方向的不同高度横截面形状均相同。如图1和图2所示，本专利技术为一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，主要包括电解机床、电解位移微调装置2、工具阴极组件3及叶盘电解加工参数设定四个方面。电解机床，包括气源系统、电解液系统、控制系统、过滤系统、冷却及加热系统、主机操作系统。主机操作系统主要包括电源、回转工作台4以及进给机构。回转工作台4用于装夹工件，可绕A轴转动，进给机构的主轴实现Z轴方向的直线运动，电解加工的操作步骤如下：步骤1、设备开机，循环电解液0.5h-1h，直至电解液电导率稳定在±0.5范围内；步骤2、安装待加工整体叶盘5毛坯，将待加工整体叶盘5毛坯通过定位、夹紧固定安装在电解机床的回转工作台4的气动夹盘内；步骤3、安装工具阴极组件3，将工具阴极组件3安装在电解机床Z轴电解位移微调装置2的前端；步骤4、调整工具阴极组件3位置，通过电解位移微调装置2，调整工具阴极组件3与待加工整体叶盘5毛坯相对位置；步骤5、对刀；步骤5.1、手动对刀，将工具阴极组件3移动至待加工整体叶盘5外圆上表面正上方位置；步骤5.2、自动对刀，工具阴极组件3以0.7mm/min速度缓慢移动至待加工整体叶盘5外圆上表面，直至设备指示灯闪烁；步骤5.3、工具阴极组件3移动到距离待加工叶片52上表面初始加工间隙的位置；步骤6、设定电解工艺参数；步骤7、启动加工程序，进行叶片52电解加工；步骤8、当前叶片52加工完成后，工具阴极组件3抬起，待加工整体叶盘5沿轴线旋转预设角度，重复步骤5.3和步骤7，再开始加工另一片叶片52，直到整体叶盘加工完成。预设角度＝360°÷叶片52总数。电解位移微调装置2可实现电解机床进给机构沿X/Y/C方向的移动和转动。电解位移微调装置2通过安装底座与电解机床进给机构的电解设备夹持器1相连、通过阴极连接器与工具阴极组件3连接。安装底座通过两个定位销保证与电解设备夹持器1角向；安装底座与单向滑块通过两个定位销保证角向关系，通过连接螺栓实现固定夹紧；单向滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、设备开机，循环电解液0.5h-1h，直至电解液电导率稳定在±0.5范围内；/n步骤2、安装待加工整体叶盘毛坯，将待加工整体叶盘毛坯通过定位、夹紧固定安装在电解机床的回转工作台的气动夹盘内；/n步骤3、安装工具阴极组件，将工具阴极组件安装在电解机床Z轴电解位移微调装置的前端；/n步骤4、调整工具阴极组件位置，通过电解位移微调装置，调整工具阴极组件与待加工整体叶盘毛坯相对位置；/n步骤5、对刀；/n步骤5.1、手动对刀，将工具阴极组件移动至待加工整体叶盘外圆上表面正上方位置；/n步骤5.2、自动对刀，工具阴极组件以0.7mm/min速度缓慢移动至待加工整体叶盘外圆上表面，直至设备指示灯闪烁；/n步骤5.3、工具阴极组件移动到距离待加工叶片上表面初始加工间隙的位置；/n步骤6、设定电解工艺参数；/n步骤7、启动加工程序，进行叶片电解加工；/n步骤8、当前叶片加工完成后，工具阴极组件抬起，待加工整体叶盘沿轴线旋转预设角度，重复步骤5.3和步骤7，再开始加工另一片叶片，直到整体叶盘加工完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、设备开机，循环电解液0.5h-1h，直至电解液电导率稳定在±0.5范围内；
步骤2、安装待加工整体叶盘毛坯，将待加工整体叶盘毛坯通过定位、夹紧固定安装在电解机床的回转工作台的气动夹盘内；
步骤3、安装工具阴极组件，将工具阴极组件安装在电解机床Z轴电解位移微调装置的前端；
步骤4、调整工具阴极组件位置，通过电解位移微调装置，调整工具阴极组件与待加工整体叶盘毛坯相对位置；
步骤5、对刀；
步骤5.1、手动对刀，将工具阴极组件移动至待加工整体叶盘外圆上表面正上方位置；
步骤5.2、自动对刀，工具阴极组件以0.7mm/min速度缓慢移动至待加工整体叶盘外圆上表面，直至设备指示灯闪烁；
步骤5.3、工具阴极组件移动到距离待加工叶片上表面初始加工间隙的位置；
步骤6、设定电解工艺参数；
步骤7、启动加工程序，进行叶片电解加工；
步骤8、当前叶片加工完成后，工具阴极组件抬起，待加工整体叶盘沿轴线旋转预设角度，重复步骤5.3和步骤7，再开始加工另一片叶片，直到整体叶盘加工完成。


2.根据权利要求1所述的等截面高温合金整体叶盘电解加工工艺，其特征在于：所述步骤1的电解液为NaNO3溶液，电解液pH值7.0～7.5、电解液压力1.0～1.5Mpa、电解液电导率130～150ms/cm。


3.根据权利要求1所述的等截面高温合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贵强，孙建通，徐静，曲光栋，张楠，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21