[發(fā)明專利]擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710686182.6
• 申請(qǐng)日: 2017-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107378157B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;梁威;佟浩;孔全存
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H7/02
• 分類號(hào): B23H7/02;B23H9/14
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 賈滿意

本發(fā)明涉及特種加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法，包括以下步驟：根據(jù)待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口的形狀尺寸，將待加工區(qū)域分為若干個(gè)子區(qū)域；利用細(xì)長(zhǎng)型電極進(jìn)行電火花加工，電極一次進(jìn)給加工一個(gè)子區(qū)域，若干次進(jìn)給加工出完整的待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口。該擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法，采用分塊式加工工藝，將待加工的區(qū)域分為若干區(qū)域以分別加工，因此可采用普通細(xì)長(zhǎng)桿型電極加工出氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口，且加工完畢后電極修復(fù)簡(jiǎn)單，使得氣膜冷卻孔的加工效率有效提高，加工成本大大減少。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特種加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法。

背景技術(shù)

氣膜冷卻技術(shù)是沿壁面噴射氣體形成氣膜，從而起到隔熱散熱的作用，已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的熱端工作葉片，以保證其在高于葉片材料熔點(diǎn)的環(huán)境溫度下可靠工作。氣膜冷卻技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于氣膜冷卻孔的加工。由于工作葉片在高溫、重載、變應(yīng)力條件下工作，氣膜冷卻孔的質(zhì)量直接影響葉片的成品率、冷卻效率和工作壽命，其加工技術(shù)已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

氣膜冷卻孔的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)冷卻效率有明顯影響，擴(kuò)散型氣膜冷卻孔相對(duì)于圓柱孔有更高的冷卻效率，近年來(lái)逐漸成為一種常用的孔型。一種擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的形狀如圖2所示。每個(gè)擴(kuò)散型氣膜冷卻孔由圓柱形入口200和擴(kuò)散形出口100組成。氣體從圓柱形入口200進(jìn)入氣膜冷卻孔，然后在擴(kuò)散形出口100處不斷擴(kuò)散，最后噴射到被冷卻表面。擴(kuò)散形出口100可以減緩氣體噴射而出的速度，從而使氣體更好的覆蓋在被冷卻表面，提高氣膜冷卻的效率。

然而，擴(kuò)散型氣膜冷卻孔形狀復(fù)雜、數(shù)量多，并且葉片材料采用高強(qiáng)度、高硬度的材料，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式不能滿足擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的加工要求。電火花成形加工可加工高強(qiáng)度、高硬度材料，利用與氣膜冷卻孔形狀相同的成形電極可加工出擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的復(fù)雜形狀，是一種可行的加工技術(shù)。但電火花成形加工過(guò)程中成形電極會(huì)損耗，導(dǎo)致其形狀改變，并且成形電極形狀復(fù)雜，電極修復(fù)困難。因此，傳統(tǒng)的電火花成形加工無(wú)法高效、低成本的加工出擴(kuò)散型氣膜冷卻孔群孔，尋求一種加工效率更高、加工成本更低的工藝方法是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)電火花成形加工無(wú)法高效、低成本的加工擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的問(wèn)題，提供一種加工效率高、成本低的擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法。

上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種擴(kuò)散型氣膜冷卻孔的電火花分塊加工方法，包括以下步驟：

根據(jù)待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口的形狀尺寸，將待加工區(qū)域分為若干個(gè)子區(qū)域；

利用細(xì)長(zhǎng)型電極進(jìn)行電火花加工，電極一次進(jìn)給加工一個(gè)子區(qū)域，若干次進(jìn)給加工出完整的待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口的形狀尺寸，將待加工區(qū)域分為若干個(gè)子區(qū)域的步驟具體包括：

根據(jù)待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口的形狀尺寸，將其形狀擴(kuò)展為一個(gè)倒四棱臺(tái)，倒四棱臺(tái)的底面為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1的正方形，倒四棱臺(tái)的頂面為長(zhǎng)和寬均大于L1的長(zhǎng)方形；

假設(shè)倒四棱臺(tái)的頂面用n個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1的正方形覆蓋，將n個(gè)正方形分別與倒四棱臺(tái)的底面進(jìn)行放樣，即形成n個(gè)子區(qū)域。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，利用細(xì)長(zhǎng)型電極進(jìn)行電火花加工，電極一次進(jìn)給加工一個(gè)子區(qū)域，若干次進(jìn)給加工出完整的待加工氣膜冷卻孔的擴(kuò)散形出口的步驟具體包括：

細(xì)長(zhǎng)型電極的加工長(zhǎng)度大于倒四棱臺(tái)的高度；細(xì)長(zhǎng)型電極沿著每個(gè)子區(qū)域所限定的路徑進(jìn)給，細(xì)長(zhǎng)型電極的橫截面為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形，L2小于L1；細(xì)長(zhǎng)型電極的每次加工的起始位為倒四棱臺(tái)的頂面的其中一個(gè)正方形，每次加工的止位為倒四棱臺(tái)的底面。