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薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法及电极与应用技术

技术编号:42328109 阅读:3 留言:0更新日期:2024-08-14 16:06
本发明专利技术涉及一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法及电极与应用,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薄片电极,根据加工型面的不同将薄片电极划分为若干区域,并对不同区域分别进行局部绝缘处理;加工时,薄片电极根据不同型面的曲率变化特点,切换不同的加工区域并承受载荷产生在线变形,按设定轨迹依序完成不同型面的加工,从而实现薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工。本发明专利技术通过一个薄片电极,实现多个复杂型面的连续加工,显著提高了加工效率,可应用于整体叶盘等复杂构件的加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法及电极与应用,属于电解加工。


技术介绍

1、航空发动机是飞机的核心部件,是最复杂的工业产品之一。在航空发动机中,整体叶盘类零件具有型面复杂、材料难加工等特点。而且随着航空发动机性能的不断提高,整体叶盘类零件的结构日趋复杂,叶栅通道变得更加狭窄,叶片型面变得更加扭曲,这给其加工制造带来了巨大挑战。因此,迫切需要找到一种既经济又高效的加工方法来完成如整体叶盘等具有复杂型面零件的高效高质量加工。

2、电解加工是基于电化学阳极溶解原理去除材料的非接触式加工工艺,具有无工具损耗、无切削力、不受加工材料限制、加工效率高等优点,在航空发动机零部件的加工制造中扮演了重要角色。

3、整体叶盘的电解加工工艺主要分为叶栅通道的粗加工及叶片型面的精加工。近年来,为了提高叶栅通道的余量均匀性及加工效率,许多学者对叶栅通道的粗加工工艺进行了大量研究。

4、在专利“整体叶盘多层渐进复合阴极旋转套料电解加工装置及方法”(申请号202310601679.9申请人江苏集萃精密制造研究院有限公司,专利技术人赵建社 岳磊 高伟正苏庆怀 谷民凯 强智明 程新想)中,提出了一种阴极多层渐进式设计,使叶盘加工完余量分布更加均匀,更有利于满足扭曲且截面变化程度较大整体叶盘的实际加工需求。

5、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。

6、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。

7、在专利“一种整体叶盘电解开槽加工环形电极及工艺方法”(申请号201210367002.5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 杨涧石于冰李伟)中,通过套料电解加工的方式,实现了对整体叶盘宽弦、大扭角叶型通道开槽的高效加工。

8、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。

9、在专利“一种非匀速双旋转变加工面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,设计阴极的加工面为变宽度加工面,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。

10、在专利“多个整体叶盘同步电解加工装置及加工方法”(申请号202310382217.2申请人西安工业大学,专利技术人唐霖李朋辉 薛润荣 周嘉凯 薄佑锋等)中,将多工件固定连接在同一根轴上,保证工件的同步旋转,提高加工过程的精确性,增加加工的稳定性,大大提高加工效率,节约加工时间。

11、电化学切割作为电解加工技术的重要分支,也常被应用于航空发动机部件的加工。

12、在专利“一种大厚度电解线切割加工用工具及其使用方法”(申请号202010417285.4申请人南京航空航天大学,专利技术人房晓龙 胡孝昀 韩钊 许崇长)中,包括用于切割金属的中空金属管、开设在金属管侧面的多孔结构及设置在金属管侧面的绝缘部等,提高了大厚度加工能力及沿厚度方向切缝宽均匀性,减小二次加工,提高表面质量和加工效率。

13、在专利“大厚度电解切割矩形截面异形管电极与加工方法”(申请号201810595726.2申请人南京航空航天大学,专利技术人李寒松 刘洋 王系众 曲宁松)中,提出了一种横截面形状为近似三角形的异形管电极,有利于电解废液的排出;异形管电极两侧面包裹绝缘层,可减少已加工面的二次腐蚀和过切,对加工大厚度工件、提高加工面的平整性有重要意义。

14、在专利“工件往复运动辅助轴向冲液电解线切割加工方法及装置”(申请号201910038825.5申请人南京航空航天大学,专利技术人曾永彬 杨涛 徐文浩 房晓龙 杭雨森)中,采用轴向冲液电解线切割加工大厚度工件,在工件向线电极做进给切割运动的同时工件沿进给方向做往复运动和沿线电极轴向做往复运动。有利于电解液在狭长的进给端面加工间隙中快速流动,加快电解液的更新和电解产物的排除,缩小加工间隙内电解液流速的差异,提高电解切割加工效率和加工精度。

15、随着整体叶盘类零件结构日趋复杂,传统的成形电极在进入狭窄和扭曲的通道时面临困难。传统的电解线切割方法采用直线电极或直管电极,无法满足扭曲型面的加工要求。此外,整体叶盘叶栅通道由叶背,轮毂,叶盆等多个型面组成,只凭借工具电极单一方向的进给无法完成多个型面的连续加工。而且由于不同整体叶盘的通道狭窄程度不同,只凭借工具电极单一方向的进给无法加工出余量均匀的通道。因此,本专利技术提出了一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,并将其应用在整体叶盘叶栅通道的电解加工中,以实现利用单个简单形状的薄片电极完成多个复杂型面的连续加工。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种利用单个简单形状的薄片电极完成多个复杂型面的连续加工的电解加工方法,实现如整体叶盘等复杂构件的高效高质量加工。

2、一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,其特征在于包括以下过程:

3、采用具有良好导电性与弹性的材料制备大长宽比的薄片电极;

4、根据加工型面的数量设定加工轨迹,并将薄片电极沿长度方向划分为若干电极区域;

5、对不同电极区域分别进行局部绝缘处理;

6、加工时,薄片电极按设定轨迹依序完成不同型面的加工,根据不同型面的曲率变化特点,在加工过程中,对薄片电极施加载荷,使其产生相应的在线变形;

7、不同的电极区域对应不同的加工型面,每完成一个型面的加工,薄片电极通过机床主轴的相关运动,切换电极区域,以进行下一个型面的加工;

8、由于薄片电极在加工过程中需要实现弯曲变形与多自由度的移动,所以采用敞开式流场,通过外加电解液供液装置,实现电解液沿薄片电极型面方向的流动。

9、上述的薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,应用于整体叶盘叶栅通道加工中,其特征在于包括以下过程:

10、整体叶盘叶栅通道由叶背、轮毂、叶盆三个型面组成;

11、设定薄片电极的加工轨迹为“u”形加工轨迹;

12、薄片电极分为三个电极区域,分别依次对应叶背、轮毂、叶盆三个型面的连续加本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,其特征在于包括以下过程:

2.根据权利要求1所述的薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,应用于整体叶盘叶栅通道加工中,其特征在于包括以下过程:

3.实现权利要求2所述整体叶盘叶栅通道加工应用的薄片电极,其特征在于:

4.利用权利要求3所述薄片电极的整体叶盘叶栅通道加工应用,其特征在于包括以下过程:

5.根据权利要求1所述的薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,应用于闭式整体叶盘叶栅通道加工中,其特征在于包括以下过程:

6.实现权利要求5所述闭式整体叶盘叶栅通道加工应用的薄片电极,其特征在于:

7.权利要求6所述的薄片电极的闭式整体叶盘叶栅通道加工应用,其特征在于包括以下过程:

【技术特征摘要】

1.一种薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,其特征在于包括以下过程:

2.根据权利要求1所述的薄片电极在线变形的连续轨迹电解加工方法,应用于整体叶盘叶栅通道加工中,其特征在于包括以下过程:

3.实现权利要求2所述整体叶盘叶栅通道加工应用的薄片电极,其特征在于:

4.利用权利要求3所述薄片电极的整体叶盘叶栅通道加工...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐正扬刘琳滕云龙
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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