本发明专利技术公开一种叶盘叶栅群电极电解加工装置及方法，涉及电解加工技术领域，包括外圈转环、内圈底座和多个阴极杆；外圈转环的内直径大于内圈底座的外直径，内圈底座的内直径大于叶盘工件的外直径；外圈转环与内圈底座同轴设置；多个阴极杆的中部与内圈底座相连接，多个阴极杆的外端与外圈转环转动连接，多个阴极杆的内端设置有套形阴极片或径向进给电极。外圈转环转动，连杆推动阴极杆沿内圈底座旋转进给。叶盘工件绕自身轴线转动，在电化学反应阳极溶解作用下，通过一次进给就能同时加工出多个叶片。实现了扭曲叶片整体叶盘的高效套形电解/径向进给电解加工，可大幅提升加工效率。可大幅提升加工效率。可大幅提升加工效率。
【技术实现步骤摘要】
一种叶盘叶栅群电极电解加工装置及方法
[0001]本专利技术涉及电解加工
，特别是涉及一种叶盘叶栅群电极电解加工装置及方法。
技术介绍
[0002]作为航空发动机中的核心部件，整体叶盘等整体构件起着不可替代的作用，是决定整机性能和发动机制造周期的关键部件之一。然而，这类构件多采用高温合金或钛合金材料，其叶栅密集、叶片型面复杂、通道狭窄，这些特点给传统数控机械加工整体叶盘带来了诸多限制。
[0003]电解加工是利用电化学阳极溶解原理对金属材料实现去除的一种特种工艺方法，具有加工效率高、工具无损耗、加工无应力、可加工材料范围广等特点，凭借这些突出的特点，电解加工在整体叶盘制造领域显示了突出的原理优势，已经成为航空发动机整体叶盘主流加工工艺之一。
[0004]整体叶盘电解加工中，首先要开展的是叶栅通道粗加工。叶栅通道加工是采用成型电极在叶盘毛坯上依据叶片分布留有余量的电化学溶解出叶间通道，绝大多数材料在叶栅通道加工中被去除。现有的叶栅通道电解加工技术主要有以下三类：套形电解加工、径向进给电解加工和数控电解加工。在专利“一种电解加工大扭曲叶片整体叶盘的内腔可变工具阴极”中公开了一种内腔可变工具阴极，通过阴极杆的旋转进给和阴极内腔形状的变化实现大扭曲叶片的套形电解加工。在专利“一种非匀速双旋转变加工刃阴极整体叶盘电解加工方法”中公开了一种径向进给电解加工方法：工具电极旋转进给与叶盘转动的三轴复合运动实现扭曲叶片叶栅通道的电解加工。目前，套形电解加工、径向进给电解加工方法以单电极加工为主，即一个叶栅通道加工结束后，方才进行下一个叶栅的加工。然而，对于数控电解加工来说，一些专利已提出了整体叶盘多电极电解加工方法，例如，在专利“多电极螺旋进给整体叶轮叶间流道电解加工方法”中提出了一种多管电极同步加工叶栅通道的加工方法；同时在专利“整体叶轮多通道电解加工装置”中对上述多管电极电解加工方法进行补充，提出了一种基于曲柄摇块机构传动的多管电极电解加工装置，能实现多个叶栅通道的同步电解加工。
[0005]目前，单个电极的加工效率已经没有大幅度提升的空间，且数控电解加工方法中已提出了多电极电解加工的方式，因此，对于套形电解加工或径向进给电解加工来说，同样亟需开展多电极电解加工的研究，通过合理设计加工装置、增加电极数量以提高整体叶盘的加工效率，这对缩短整体叶盘的制造周期具有重大的意义。
技术实现思路
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供一种叶盘叶栅群电极电解加工装置及方法，实现扭曲叶片整体叶盘的高效套形电解或径向进给电解加工成型。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种叶盘叶栅群电极电解加工装置，包括外圈转环、内圈底座和多个阴极杆；所述外圈转环的内直径大于所述内圈底座的外直径，所述内圈底座的内直径大于叶盘工件的外直径；所述外圈转环与所述内圈底座同轴设置；所述多个阴极杆的中部与所述内圈底座相连接，所述多个阴极杆的外端与所述外圈转环转动连接，所述多个阴极杆的内端设置有套形阴极片或径向进给电极。
[0009]可选的，所述阴极杆包括杆体和杆头；所述杆体中部与所述内圈底座活动连接，所述杆体外端转动的与所述杆头的一端相连接，所述杆头的另一端用于与所述外圈转环转动连接；所述杆体内端设置有所述套形阴极片或所述径向进给电极。
[0010]可选的，所述杆体的侧壁上设置有螺旋槽，所述螺旋槽与导向块的一端相连接，所述导向块的另一端与所述内圈底座相连接。
[0011]可选的，所述杆体上位于所述螺旋槽与所述杆体的内端之间设置有电解液入口；所述电解液入口与所述套形阴极片相连通。
[0012]可选的，所述杆头另一端与一连杆的一端铰链连接，所述连杆另一端与所述外圈转环铰链连接。
[0013]可选的，所述外圈转环与一驱动机构相连接。
[0014]可选的，所述阴极杆与所述套形阴极片之间设置有阴极底座，所述阴极底座用于固定所述套形阴极片。
[0015]可选的，还包括电源，所述阴极杆与所述电源的负极相连接，所述叶盘工件与所述电源的正极相连接。
[0016]本专利技术还公开一种基于上述的叶盘叶栅群电极电解加工装置的方法，包括以下步骤：
[0017](a)叶盘工件安装在与内圈底座同心的转台上；
[0018](b)启动电解液循环系统，向加工区通入电解液；
[0019](c)启动电源，给阴极杆和叶盘工件通电；
[0020](d)当外圈转环顺时针转动时，带动连杆与外圈转环相对转动，连杆转动推动阴极杆旋转进给，当接通电源时，叶盘工件的材料电化学溶解出多个叶栅通道的三维轮廓；
[0021](e)加工完成一组叶栅通道后，停止供液，断电，外圈转环逆时针转动，阴极杆退回初始位置；
[0022](f)叶盘工件旋转分度，重复上述操作直至将所有叶栅通道加工完成。
[0023](g)加工结束，关闭电源，关闭电解液循环系统。
[0024]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0025]1、本专利技术采用群电极同时加工整体叶盘叶栅通道，与传统的单电极逐个加工相比，可一次加工多个叶栅，甚至可实现一次加工所有叶栅通道，极大地提高了整体叶盘的加工效率，大幅度缩短制造周期。
[0026]2、本专利技术所述的套形电解加工/径向进给电解加工过程中，阴极旋转进给运动，叠加叶盘工件的旋转，同时复合进给运动实现电解过程，能更好贴近叶片型面，高效完成了扭曲叶片叶盘的电解加工。
[0027]3、本专利技术设计的传动机构，仅通过简单的三轴联动即可实现多个工具电极的同步旋转、径向进给，大幅简化了多电极电解加工机床结构；且通过更换阴极体即可实现套形电
解加工或径向进给电解加工，有较强的工艺适应性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为整体叶盘多电极电解加工示意图。
[0030]图2为阴极杆示意图。
[0031]图3为多电极电解加工装置加工前的状态示意图。
[0032]图4为多电极电解加工装置进给后的状态示意图。
[0033]图5为图1中阴极杆部位的局部示意图。
[0034]图6为整体叶盘套形电解加工示意图。
[0035]图7为整体叶盘径向进给电解加工示意图。
[0036]图中标号名称：1、外圈转环，2、内圈底座，3、阴极杆，3
‑
1、螺旋槽，3
‑
2、连接孔，3
‑
3、电解液入口，3
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4、台阶面，4、阴极底座，5、套形阴极片，6、连杆，7、导向块，8、叶盘工件，8
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1、叶栅通道，9、径向进给电极。
具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种叶盘叶栅群电极电解加工装置，其特征在于，包括外圈转环、内圈底座和多个阴极杆；所述外圈转环的内直径大于所述内圈底座的外直径，所述内圈底座的内直径大于叶盘工件的外直径；所述外圈转环与所述内圈底座同轴设置；所述多个阴极杆的中部与所述内圈底座相连接，所述多个阴极杆的外端与所述外圈转环转动连接，所述多个阴极杆的内端设置有套形阴极片或径向进给电极。2.根据权利要求1所述的叶盘叶栅群电极电解加工装置，其特征在于，所述阴极杆包括杆体和杆头；所述杆体中部与所述内圈底座活动连接，所述杆体外端转动的与所述杆头的一端相连接，所述杆头的另一端用于与所述外圈转环转动连接；所述杆体内端设置有所述套形阴极片或所述径向进给电极。3.根据权利要求2所述的叶盘叶栅群电极电解加工装置，其特征在于，所述杆体的侧壁上设置有螺旋槽，所述螺旋槽与导向块的一端相连接，所述导向块的另一端与所述内圈底座相连接。4.根据权利要求3所述的叶盘叶栅群电极电解加工装置，其特征在于，所述杆体上位于所述螺旋槽与所述杆体的内端之间设置有电解液入口；所述电解液入口与所述套形阴极片相连通。5.根据权利要求2所述的叶盘叶栅群电极电解加工装置，其特征在于，所述杆头另一端与一连...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱荻，段双陆，刘嘉，朱栋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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