[發明專利]空間旋轉進給復合工件傾斜擺動整體葉盤電解加工方法

在審

• 申請號: 201410457130.8
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104275534A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 朱棟;谷洲之;劉嘉;方忠東;徐正揚;朱荻
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

????本發明涉及一種空間旋轉進給復合工件傾斜擺動整體葉盤電解加工方法，屬于電解加工技術領域。

背景技術

傳統的通過榫頭榫槽連接的葉盤，其結構復雜、壽命短、氣流損失大。隨著航空工業的不斷發展，榫頭榫槽連接的葉盤已經難以滿足先進航空發動機的性能要求。由于整體葉盤克服了榫頭榫槽連接葉盤的以上缺點，目前國外一些先進航空發動機已經廣泛運用整體葉盤結構。

電解加工主要依靠陽極金屬電化學溶解的原理進行加工，加工不受材料力學性能的影響，工件表面無殘余應力、冷作硬化層、再鑄層。由于原理上的優勢，電解加工被廣泛應用于航空發動機整體葉盤的制造。

目前整體葉盤的電解加工方法主要有兩種：1）通過套料電解加工的方法一次完成整體葉盤加工；2）通過葉柵通道加工與葉片型面加工兩道工序完成整體葉盤加工。其中運用套料電解加工方法加工具有扭曲葉片的整體葉盤時，其加工精度差，且針對葉片分布間隙較大的整體葉盤，由于加工區較大，套料電解加工的流場形式不足以保證加工的穩定進行。本專利描述的方法主要適用分布加工方法的葉柵通道加工工序。葉柵通道加工作為整體葉盤加工的第一道工序，其通道余量差的大小直接影響后續葉片型面加工的質量。目前，國內外針對葉柵通道電解加工做了大量研究

英國R·R公司的專利（METHOD?AND?APPRATUS?FOR?FORMING?BY?ELECTROCHEMICAL?MATERIAL?REMOVAL，US7462273B2）提到以一個陰極完成葉柵通道開槽加工及葉盆、葉背型面加工。加工時陰極沿Z軸振動進給，加工出葉柵通道（軸向開槽），加工完通道后，陰極不動，工件繞Z軸作周向振動進給，加工出葉盆，待加工結束，工件反向作圓周振動進給，加工出葉背。該方法葉柵通道加工工序中，陰極無旋轉運動，對于葉片扭曲的整體葉盤，此方法無法滿足減小葉柵通道余量差的要求，其后續葉片型面加工精度難以保證。

在國內，專利（整體葉輪電解加工工具電極的空間軌跡優化方法，CN200910025903.4）提到一種管電極展成通道電解加工，該方法夾具與工具設計簡單，易于實施，但其加工面為直紋展成面，與葉片葉盆、葉背面的余量差無法消除。文章（整體葉盤葉柵通道電解加工工具電極進給方向優化設計，電加工與模具，2012年第4期）提到一種成型電極徑向電解加工。其水平進給角度經過優化，一定程度上減小了葉柵通道的葉盆、葉背與葉片的葉盆、葉背面余量差。但工具僅徑向進給，勢必造成葉尖處的余量勢必大于葉根處的余量。

發明內容

本專利目的在于提供一種空間旋轉進給復合工件傾斜擺動整體葉盤電解加工方法，能夠減小整體葉盤葉柵通道電解加工的余量差，并可實現整體葉盤復雜輪轂面的加工。

一種空間旋轉進給復合工件傾斜擺動整體葉盤電解加工方法，其特征在于：

工件安裝于Z向回轉X向傾擺數控轉臺上，工具安裝于輸出軸；Z向回轉X向傾擺數控轉臺帶動工件繞X軸旋轉至仿真計算所得的優化角度，使得工具沿上述角度進給時，葉片型面的投影線遮蔽最少；工具沿Y、Z軸空間軌跡進給的同時，Y向數控轉臺帶動工具繞Y軸旋轉，通過空間旋轉進給的方式實現輪轂和整體葉盤葉柵通道的電解加工；工具作空間旋轉進給的同時，Z向回轉X向傾擺數控轉臺帶動工件繞Z軸按仿真優化的規律擺動。

本發明的有益效果在于：

（1）Z向回轉X向傾擺數控轉臺可以帶動工件繞X軸旋轉至仿真計算所得的優化角度，使得工具沿上述角度方向進給，沿該方向葉片型面的投影線遮蔽最少，通過空間角度進給的方式完成整體葉盤葉柵通道電解加工。此方法可以顯著減小葉柵通道加工余量差，提高后續葉片型面的加工精度；針對不同類型的復雜型面整體葉盤，可以將工件按照不同的優化角度傾斜放置，適用范圍廣。

（2）工具沿Y、Z軸空間軌跡進給的同時，Y向數控轉臺帶動工具繞Y軸旋轉，通過空間旋轉進給的方式實現輪轂和整體葉盤葉柵通道的電解加工。此方法可以針對葉柵通道的扭曲情況，優化進給路徑，減小葉身加工的余量差，提高扭曲葉片的加工精度；同時，該方法通過設計工具的前端面，可實現不規則輪轂面的加工，提高輪轂面加工精度與表面質量。

（3）加工過程中，Z向回轉X向傾擺數控轉臺可以帶動工件繞Z軸按仿真優化的規律擺動。當工件擺動一定角度時，距離圓心較遠的葉尖周向擺動距離大于距離圓心較近的葉根，此方法可以進一步減小葉柵通道葉尖與葉根處的加工余量差。

（4）該方法也可以應用于復雜型面擴壓器及機匣類零件的電解加工，在復雜型面電解加工領域，該方法適用性好。