[发明专利]整体叶盘叶栅通道电解加工动态辅助供液夹具及供液方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体叶盘叶栅通道电解加工动态辅助供液夹具及供液方式,属于电解加工技术领域。

 

背景技术

电解加工是基于电化学阳极溶解原理，利用预先成形的工具阴极，使作为阳极的金属工件在电解液中,按工具阴极的形状和尺寸进行溶解而实现去除材料，工件成形的制造工艺方法。电解加工相对于其他的机械加工方法，具有加工范围广、加工效率高、加工表面质量好、工具无损耗、无机械切削力等优点，已经在航空航天、兵器、汽车、模具等行业得到了广泛的应用。

整体叶盘是整体结构件，结构复杂、型面扭曲、广泛采用钛合金、高温合金等新材料，使其加工制造难度增加。由于电解加工自身的优点，使其成为了整体叶盘的主流制造技术之一。整体叶盘的电解加工通常分为两步：叶栅通道预加工、叶片型面精加工。叶栅通道的预加工是叶片型面精加工的前提条件。

整体叶盘的叶片数目多，叶栅通道狭窄，材料去除量大，提高电解加工的稳定性和加工效率成为叶栅通道预加工工艺研究的重点。在叶栅通道的预加工中，通常有套料电解加工、数控电解加工、径向进给电解加工三种加工方式。套料电解加工加工出叶片毛坯的外形，数控电解加工和径向进给电解加工加工出毛坯叶片之间的叶栅通道。套料电解加工方式仅套料电极前端薄片阴极参与，该方法只能加工等截面叶片的叶盘，在该方法中叶栅通道是在加工两个相邻叶片毛坯时加工出，轮毂必然存在接刀痕（见专利“一种整体叶盘叶型精微电解加工电极及加工方法”，申请号201210269950.5）。数控电解加工的阴极制造方便，依靠数控程序控制，能够使阴极的扫掠轨迹复杂多样，理论上可以加工出任意的等截面空间曲面，但存在工具电极在高速高压电解液冲刷下容易变形，轮毂加工质量不够高的缺陷（见专利“多电极螺旋进给整体叶轮叶间流道电解加工方法”，申请号 200910025834.7）。径向进给电解加工能够加工叶栅通道开口角度较大的叶盘，且轮毂的加工质量很好（见文章“整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计”，作者 韦树辉,徐正扬,孙伦业,廖德平,朱 荻.《电加工与模具》2012年第4期）。

径向进给电解加工在具有以上优点的同时，由于采用侧流式电解液流道（图6），也存在以下不足：1、由于采用圆柱形阴极杆，故贴合面只能在该圆柱的中间，即工件毛坯的叶片部分的二等分平面，加工过程中电解液容易从该贴合面泄露，形成工件杂散腐蚀区，对成型几何精度和表面质量形成影响； 2、电解液流动形式为侧流式，即电解液从工具阴极的一侧流向加工间隙，流经加工间隙带走电解加工产物后，再流向工具阴极的另外一侧，加工间隙部分区域由于流道变化剧烈，会出现电解液缺液，导致阴极或者工件短路，影响加工的稳定性。

 

发明内容

本发明针对现阶段径向进给电解加工存在的不足，提出了一种整体叶盘叶栅通道电解加工动态辅助供液夹具及供液方式，该发明可以改进径向进给电解加工的流道，对加工间隙的缺液区进行动态辅助供液，改善电解液流场，保证电解液产物能够及时带走，提高了加工稳定性和加工效率。

一种整体叶盘叶栅通道电解加工动态辅助供液夹具，其特征在于：

包括：夹具体、随动供液体、阴极体；

上述夹具体由夹具压板、夹具底座、夹紧装置组成；夹具压板和夹具底座通过夹紧装置连接；夹具底座顶面留有内腔，该内腔前后贯通；夹具压板底面中间开有方形通槽，该方形通槽由夹具压板的前端面通至后端面；夹具底座前端上表面形成槽口，工件固定在该槽口内；

上述阴极体安装于内腔内，由工具阴极和阴极连接杆组成，阴极连接杆前部截面为矩形，后部截面为圆形，工具阴极由后部的连接部和前部的加工部构成，连接部后端面与阴极连接杆前部连接，加工部根据叶栅通道的扭曲情况设计，截面为不规则形状；

工具阴极、整体叶盘加工工件与夹具体的间隙形成了电解液流道；上述夹具压板设置有与电解液流道相通的主液入口该主液入口位于工具阴极第一侧面的根部，夹具底座设有与电解液流道相通的电解液出口；该电解液流道使得电解液从工具阴极第一侧面的根部流经该侧面后流到工具阴极前端面的加工间隙，再流经工具阴极第二侧面到达该侧的工具阴极根部，最后从电解液出口流出；