[發明專利]提高腰形槽加工效率的方法及其應用

有效

• 申請號: 201910921447.5
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110756923B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 李文;廖旺;石林
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 唐湘

本發明公開了一種提高腰形槽加工效率的方法及其在加工渦軸發動機上的燃氣渦輪內機匣加工中的應用，提高腰形槽加工效率的方法，采用空心圓管電極在高速電火花機床上按照一定步距在零件的基體上多次加工形成所述腰形槽。本發明的提高腰形槽加工效率的方法采用非成型電極來加工腰形槽，非成型電極選擇為空心圓管電極，選用高速電火花機床，液體介質通過空心圓管電極內部管道從放電端高速流出，將電火花加工時產生的金屬殘渣從孔底部沖出，避免了殘渣重復參與放電，大幅提高了電火花加工速度，減少了腰形槽加工的時間。

技術領域

本發明涉及機械制造技術領域，特別地，涉及一種提高腰形槽加工效率的方法，此外，還涉及上述的提高腰形槽加工效率的方法在加工渦軸發動機上的燃氣渦輪內機匣加工中的應用。

背景技術

某型渦軸發動機燃氣渦輪內機匣為渦輪部件的重要零件，材料為高溫合金，切削加工難度大，最大直徑為φ314mm，最小內徑為φ209mm，長度為74mm，零件存在26處腰形槽，如圖1所示，尺寸為：4.3±0.15×1.8±0.12，兩端為R圓弧。且槽與機匣大端面有20度的夾角，同時該腰型槽的進口端和出口端均在斜面上，而且角度較大。如采用鉆頭或銑刀等機械加工方法，在進口端和出口端加工階段，因沿軸向切削余量不均勻，導致刀具漂移、槽加工不符合要求、刀具易折斷。所以只能采用電火花加工。

該零件研制時，采用過成型電極(形狀與要加工的型槽形狀一致，尺寸按放電間隙縮小)進行加工。使用成型電極加工時，選用普通電火花機床，腰型槽與零件大端面的角度靠夾具保證，26個腰型槽之間的夾角靠分度頭分度保證。加工存在以下問題：由于采用成型電極加工時，液體介質以較低速度從電極外部流入加工區域，電火花加工形成的金屬殘渣未被外部流入的液體介質沖走而沉入孔底部，與電極接觸，不斷重復參與放電加工，減緩了基體被加工的速度，加工效率低，加工一個腰型槽需要70分鐘，一個零件有26個槽需要32小時才能完成(含裝夾準備時間1.5小時)。

發明內容

本發明提供了一種提高腰形槽加工效率的方法及其加工渦軸發動機上的燃氣渦輪內機匣加工中的應用，以解決現有加工方法加工高溫合金上小尺寸腰形槽加工時間長、效率低的技術問題。

根據本發明的一個方面，提供一種提高腰形槽加工效率的方法，采用空心圓管電極在高速電火花機床上按照一定步距在零件的基體上多次加工形成所述腰形槽。

進一步地，所述空心圓管電極的直徑R為所述腰形槽的寬度W與所述空心圓管電極和零件基體之間的放電間隙的差值。

進一步地，所述步距的設定條件為：多次加工后所述腰形槽的直線邊緣的殘留高度a在所述腰形槽的寬度的公差范圍內。

進一步地，所述步距采用以下方法確定：其中，L為步距，r為空心圓管電極單次加工后形成的孔半徑，a為多次加工后腰形槽的直線邊緣的殘留高度。

進一步地，所述多次加工采用從腰形槽的中間-兩側邊緣-中間和兩側之間的剩余殘留的加工順序。

進一步地，所述圓管電極選擇為銅管電極。

進一步地，所述空心圓管電極的中心管道連接噴管以使所述空心圓管電極工作時高速噴出液體介質。

根據本發明的另一方面，還提供了一種上述的提高腰形槽加工效率的方法在加工渦軸發動機上的燃氣渦輪內機匣加工中的應用。

進一步地，所述應用包括以下步驟：

S1、加工前的零件找正，保證零件安裝在工作臺旋轉中心；

S2、高速電火花機床的主軸調整：將主軸從豎直方向旋轉，保持所述主軸與被加工的腰形槽的軸線平行；

S3、移動找正電極，保證電極初始位置在被加工腰形槽的中心位置，且距離被加工面有一個安全距離；