[發(fā)明專利]二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法

有效

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• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN113927108B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 肖威紅;歐佳昕;張斌;詹偉;李勇強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H1/04;B23H9/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 顏漢華

本發(fā)明公開了一種二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法，所述二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法通過基于葉間流道的理論型腔來重新設計和制作粗加工電極和精加工電極，并對二維彎矩流道采取水平橫向加工方式，電極可從二維彎矩流道中沿水平方向撤出而不會與流道發(fā)生干涉，可以很好地適用于大尺寸、具有二維彎矩流道結(jié)構(gòu)的徑向擴壓器。并且，僅采用一個粗加工電極和一個精加工電極，使用的電極數(shù)量較少，減少了在自由曲面上的接刀痕，可以很好地保證葉片型面的光順。同時，僅有粗加工和精加工兩道工序，且精加工電極可以對流道和流道入口處R拐角一次性加工完成，大大提高了加工效率，并且加工精度較高。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及徑向擴壓器閉式流道加工技術(shù)領域，特別地，涉及一種二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法。

背景技術(shù)

在先進航空航天、武器裝備發(fā)動機設計中，整體構(gòu)件設計被越來越多地采用，徑向擴壓器就屬于整體構(gòu)件中的一種，是航空發(fā)動機上的關(guān)重件。徑向擴壓器閉式流道的加工由于刀具可達性極差，常采用的加工方法為電火花加工，目前整體結(jié)構(gòu)的徑向擴壓器零件的閉式流道長度一般較短，在110mm左右，且流道通道的形狀為對稱、直線型結(jié)構(gòu)。但是，如圖1所示，現(xiàn)在有一種新型的整體構(gòu)件徑向擴壓器的流道長度約235mm，零件直徑約700mm，而且流道的結(jié)構(gòu)不對稱，流道形狀彎扭程度較大，為二維彎矩結(jié)構(gòu)。常規(guī)的電火花加工是采用豎向加工方式，即利用加工設備使流道呈豎直方向，然后控制電極沿豎向進行加工，而且流道的加工和流道入口處R角的加工分兩次進行，而由于該新型的二維彎矩徑向擴壓器的直徑達到700mm，尺寸較大，現(xiàn)有加工設備無法使零件流道進行豎向加工，需要重新研發(fā)生產(chǎn)一套新的加工設備，生產(chǎn)周期長，投入成本高，因此，該新型的二維彎矩徑向擴壓器無法采用電火花的常規(guī)思路進行加工。

另外，徑向擴壓器流道喉道面積是影響發(fā)動機性能的重要參數(shù)，流道喉道面積的測量成為發(fā)動機制造及裝配過程中的關(guān)鍵，由于該新型的二維彎矩徑向擴壓器的流道形狀彎扭程度較大，給測量帶來了很多不便。目前流道喉道面積是通過加工完后的電極寬度、放電間隙和每個通道高度間接計算得到，或者通過設計不同規(guī)格數(shù)量的通止規(guī)量具測量每個通道。其中，使用多個通止規(guī)測具進行測量造成過程繁瑣、效率低，而且需要制作多組通止規(guī)。另外，由于電火花精加工時電極數(shù)量較多，每個電極加工完流道后存在磨損，且磨損程度有所差異，需要考慮到每個電極的磨損情況分別進行計算，效率較低。另外，上述兩種方法都是通過間接方法獲得流道喉道面積，測量精度較差，人工操作也比較繁瑣，耗時長、效率低，且容易導致計算錯誤。同時，壁厚測量也需要將所有數(shù)據(jù)導入專業(yè)軟件，最后通過捕捉壁厚最薄位置測量，同樣存在操作過程繁瑣、效率低的情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法，以解決現(xiàn)有的電火花加工方法無法適用于二維彎矩徑向擴壓器的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種二維彎矩徑向擴壓器的閉式流道加工方法，包括以下內(nèi)容：

基于葉間流道的理論型腔設計并制作電極，所述電極包括粗加工電極和精加工電極；

利用粗加工電極沿水平方向?qū)θ~間流道進行橫向粗加工；

利用精加工電極沿水平方向?qū)θ~間流道進行精加工以及對流道入口的R拐角進行加工。

進一步地，所述基于葉間流道的理論型腔設計并制作電極的過程包括以下內(nèi)容：

從葉間流道的上、下曲線入口處分別做水平線，使得兩水平線不與流道的上、下曲線相交，且兩水平線之間的距離小于葉間流道的上、下水平切線之間的距離，兩水平線各自所在的水平面分別作為電極頭部的上、下端面。

進一步地，所述基于葉間流道的理論型腔設計并制作電極的過程還包括以下內(nèi)容：

采用等間隙法設計電極的成型面。

進一步地，所述采用等間隙法設計電極的成型面的過程具體包括以下內(nèi)容：