本发明专利技术涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法，属于电解加工技术领域。该方法特点在于：采用具有良好导电性与弹性的材料制备柔性电极，多个柔性电极安装在加工装置上，并沿如闭式叶盘等整体构件的圆周方向等间隔分布。该装置通过主轴旋转带动连杆滑块机构运动，实现电极沿叶盘径向的移动；根据叶栅通道型面不同位置处的曲率变化特点，通过附加轴进给施加载荷，实现电极动态变形；同时复合叶盘的旋转运动，从而实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。本发明专利技术简化了电极设计过程，采用多电极同时加工，极大地提高了加工效率。此外，柔性电极的数量及分布位置可根据实际整体叶盘型号进行调整，以适应不同加工需求。适应不同加工需求。适应不同加工需求。
【技术实现步骤摘要】
整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法，属于电解加工
技术介绍
[0002]电解加工是一种基于电化学阳极溶解原理去除材料的工艺方法。由于其具有工具无损耗、不受材料机械加工性能限制、加工质量好、加工效率高等特点，电解加工被广泛应用于航空航天、汽车、兵器等领域。尤其在航空发动机整体叶盘类零件的加工制造中，电解加工已经成为整体叶盘类零件加工制造的主要加工工艺之一。
[0003]整体叶盘类零件是航空发动机的核心部件之一，其质量决定了航空发动机的性能和使用寿命。整体叶盘根据其叶片顶部是否存在叶冠结构，可分为开式整体叶盘与闭式整体叶盘。闭式整体叶盘在叶片边缘增加整圈叶冠之后，叶片的颤震可以得到有效抑制，叶盘的整体强度和刚度得到提高。因此，闭式整体叶盘在航空航天领域的应用在不断增加。近年来，许多学者对闭式整体叶盘的加工制造进行了大量研究。
[0004]在专利“闭式整体叶盘电火花加工预孔抽液排屑方法”(申请号201810899563.7申请人上海交通大学，专利技术人康小明赵万生徐海华)中，提出通过采用多轴联动电火花加工机床对带有预孔的闭式整体叶盘毛坯上的每个流道依次进行电火花加工，流道加工时从工具电极的对面一侧将加工产生的带有电蚀产物的工作液通过预孔抽出，从而实现放电加工区工作液的更新，提高了闭式整体叶盘电火花加工的效率。
[0005]在专利“一种镍基高温合金闭式叶轮粗加工方法”(申请号202010802425.X申请人西安交通大学，专利技术人查俊袁泽龙)中，提出在加工过程中利用相对较高的切削速度产生切削热，切削热产生的热量使得镍基高温合金材料软化，达到提升加工过程中加工效率的目的。
[0006]在专利“一种闭式叶轮的精加工刀具轨迹规划方法”(申请号201611071724.0申请人北京动力机械研究所，专利技术人孙晶罗远锋谷万龙宛春博邱文旺刘月萍)中，提出进行闭式叶轮的叶片精加工刀具轨迹规划，使精加工得到的刀痕沿流线方向，提高产品工作效率；另外采用小角度五轴插铣，大幅减少了刀具受径向分力导致的刀具变形，提高了叶片加工精度；可以使两端进刀加工产生的接刀痕更小。
[0007]在专利“一种闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸的控制方法”(申请号201911206733.X申请人西安航天发动机有限公司，专利技术人杨欢庆王琳高怀胜纪艳卿吴晓明陈鹏荣)中，提出的流道尺寸控制方法，解决了闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸精度差的问题，提高了产品水力学性能指标，节省了产品试制周期，降低了制造成本。
[0008]在专利“一种小间隙闭式铝合金叶轮激光选区熔化成形方法”(申请号201910550775.9申请人西安航天发动机有限公司，专利技术人李护林杨欢庆王云王琳雷钥)中，采用工艺预补偿和添加便于去除的柱状支撑，保证内流道尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，使小间隙闭式铝合金叶轮整体增材制造成为可能。
[0009]在专利“分步分区法整体叶轮电解加工工艺及装置”(申请号201010100905.8申请人南京航空航天大学，专利技术人赵建社王福元吴建民等)中，提出分步法数控电解加工，把叶片加工分为加工叶盆、叶背、叶根3道工序，进行电解加工，用于解决叶背、叶根加工精度低及存在过切或欠切等问题。
[0010]由于闭式整体叶盘具有叶片型面复杂、流道半封闭、材料难去除、材料去除量大等特点，同时随着钛合金、高温合金等新材料的应用，使得闭式整体叶盘的整体制造更加困难。电解加工技术由此更能体现出其优越性。整体叶盘的电解加工工序主要分为两步，叶栅通道预加工与叶片型面精加工。整体叶盘从毛坯到成品的加工过程中，约有90％的材料被去除，其绝大部分都在叶栅通道预加工阶段完成。因此，叶栅通道预加工是实现整体叶盘高效加工、缩短研制周期的关键。
[0011]在专利“一种用于整体叶盘电解开槽加工的电极及加工方法”(申请号201210272009.9申请人沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司，专利技术人朱海南于冰石坚鲲牛昌安杨涧石)中，通过通过套料电极旋转径向进给加工扭曲的叶片毛坯。
[0012]在专利“一种整体叶盘电解成形旋转开形工装及电解成形方法”(申请号201911052748.5申请人中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，专利技术人郑鑫刘海波桓恒陈东)中，利用所设计工装对整体叶盘变曲面叶片旋转开形加工，加工出的叶片余量均匀，且精度高。
[0013]在文章“基于叶栅通道可加工性分析的整体叶盘径向电解加工阴极设计及实验”(作者孙伦业、徐正扬、朱荻，中国机械工程，2013年09期)中，提出径向电解加工方法，同时兼顾叶盆、叶背及轮毂型面成形，实现高精度和高效率加工。
[0014]在专利“一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具”(申请号201911225268.4申请人合肥工业大学，专利技术人张聚臣李兴林陈远龙张斌)中，提出一种曲面阴极多轴联动实现复杂型面整体叶盘叶盆、叶背和轮毂一体化电解加工工具，获得具有复杂扭曲形状的整体叶盘工件。
[0015]在专利“可直线与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具及方法”(申请号201410013249.6申请人南京航空航天大学，专利技术人徐正扬张聚臣刘嘉朱栋朱荻)中，提出成型阴极在径向进给加工过程中复合旋转运动，可提高工艺适用性，加工型面扭曲复杂的叶栅通道，提升叶栅通道加工精度与水平。
[0016]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”(申请号201910756930.2申请人南京航空航天大学，专利技术人徐正扬王璟朱荻)中，设计阴极的加工刃为变宽度加工刃，驱动其按仿真轨迹单向变速旋转径向进给；驱动毛坯按仿真优化的参数协同阴极变向变速旋转，在毛坯上形成叶栅通道，提高加工余量分布均匀性。
[0017]在专利“空间旋转进给复合工件倾斜摆动整体叶盘电解加工方法”(申请号201410457130.8申请人南京航空航天大学，专利技术人朱栋谷洲之刘嘉方忠东徐正扬朱荻)中，提出通过工具空间旋转进给复合工件倾斜摆动的方式完成整体叶盘叶栅通道电解加工，显著减小叶栅通道加工的余量差，提高了整体叶盘叶栅通道的加工精度。
[0018]在专利“整体叶轮电解加工工具电极的空间轨迹优化方法”(申请号200910025903.4申请人南京航空航天大学，专利技术人徐庆朱荻刘嘉李寒松)中，通过工具阴极与工件阳极间的多维插补运动，并优化了工具电极的空间运动轨迹，加工出的叶栅通道余
量小且均匀性良好。
[0019]整体叶盘类零件种类繁多，不同的叶栅通道型面，在电解加工中需要设计型面不同的阴极，叶栅通道型面越复杂，阴极设计越困难；并且通常一个整体叶盘零件往往具有几十到上百个叶栅通道，一次加工只加工单个叶栅通道效率较低，如果可以通过简单的阴极加工多个叶栅通道，将极大的提高整体叶盘叶栅通道的加工效率。因此，本专利技术提出一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法。
技术实现思路
[0020]专利技术目的：
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置，其特征在于：所述电解加工装置由顶部
‑
双层电极夹持盘(Ⅰ)、底部
‑
电极夹持盘(Ⅱ)，柔性电极(Ⅲ)，叶盘毛坯(Ⅳ)，叶盘旋转台(
Ⅴ
)组成；上述顶部
‑
双层电极夹持盘(Ⅰ)为双层结构，包括顶部主轴(
Ⅰ‑
1)、上下两层电极夹持盘；每层电极夹持盘均由一个顶部承重盘(
Ⅰ‑
4)，M个顶部桥杆(
Ⅰ‑
3)、M个顶部滑块(
Ⅰ‑
5)、M个顶部连杆(
Ⅰ‑
2)组成；其中顶部承重盘(
Ⅰ‑
4)固定安装在机床上；顶部桥杆(
Ⅰ‑
3)两端固定于顶部承重盘(
Ⅰ‑
4)上，且整体位于顶部承重盘(
Ⅰ‑
4)直径方向，M个顶部桥杆(
Ⅰ‑
3)沿顶部承重盘(
Ⅰ‑
4)周向均匀分布；上述顶部滑块(
Ⅰ‑
5)安装在顶部桥杆(
Ⅰ‑
3)上，组成滑动副；上述顶部连杆(
Ⅰ‑
2)的一端通过旋转副与顶部主轴(
Ⅰ‑
1)相连，另一端通过旋转副与顶部滑块(
Ⅰ‑
5)相连；上述顶部
‑
双层电极夹持盘(Ⅰ)还包括M个上电极夹头(
Ⅰ‑
6)和M个附加轴(
Ⅰ‑
7)；上电极夹头(
Ⅰ‑
6)的第一端通过第一销钉安装于下层的电极夹持盘的顶部滑块(
Ⅰ‑
5)底部，上电极夹头(
Ⅰ‑
6)第一端可绕第一销钉轴线转动；上电极夹头(
Ⅰ‑
6)的第二端具有导槽结构；附加轴(
Ⅰ‑
7)通过上层的电极夹持盘的顶部滑块(
Ⅰ‑
5)的孔定位，并可沿着孔上下运动；此外，附加轴(
Ⅰ‑
7)与上电极夹头(
Ⅰ‑
6)第二端的导槽结构通过第二销钉连接，上电极夹头(
Ⅰ‑
6)第二端可绕第二销钉轴线转动；上述底部
‑
电极夹持盘(Ⅱ)为单层结构，由底部主轴(
Ⅱ‑
1)、底部承重盘(
Ⅱ‑
4)、M个底部桥杆(
Ⅱ‑
3)、M个底部滑块(
Ⅱ‑
5)、M个底部连杆(
Ⅱ‑
2)；上述底部承重盘(
Ⅱ‑
4)固定安装在机床上；且底部桥杆(
Ⅱ‑
3)两端固定于底部承重盘(
Ⅱ‑
4)上，且整体位于底部承重盘(
Ⅱ‑
4)直...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐正扬，刘琳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。