[发明专利]用于使用电加工来加工形状的方法及装置

说明书

本发明提供了一种用于使用多个第一类型的孔（1）和第二类型的孔（2）来加工诸如槽口或腔或孔口的形状的方法，其中在加工第一类型的孔（1）期间，孔圆周完全包围电极圆周的相应部分，换言之，用于侵蚀的电极横截面由工件材料完全包绕；其中在加工第二类型的孔（2）期间，孔圆周仅部分地包围电极圆周的相应部分，换言之，用于钻取孔的电极的横截面仅部分地由工件材料包绕，且部分地暴露于至少一个第一类型的孔（1）；其中第二类型的孔（2）至少连接或提供通向第一类型的孔（1）的开口；其中两个相邻第一类型的孔（1）仅通过第二类型的孔（2）连接来形成形状；其中孔可为盲孔或通孔。

技术领域

本发明涉及一种借助于电加工（具体是放电加工）来加工诸如槽口或腔或孔口的形状的方法。

背景技术

放电加工（EDM）是用于加工难以切削的材料（通常导电）的广泛使用的过程。低过程力和过程性质使其适于加工高纵横比的结构、高精度特征、尖角或多边形腔或自由形状的表面。EDM尤其是用于槽口加工的有竞争性的技术，其通常涉及窄且深的凹槽，例如，在模具制作中，以用于生成聚合物部分上的肋，或用于加工涡轮构件中的密封槽口。

聚焦于用于涡轮的密封槽口，大体上已知且如由EP3135866A1提到，涡轮机构件之间的热燃烧气体和/或冷却流的泄漏大体上引起降低的功率输出和较低的效率。例如，热燃烧气体可通过提供围绕热气体通路的加压压缩机空气而容纳在涡轮内。通常，相比于没有此泄漏的环境，相邻涡轮构件（如，定子护罩、喷嘴和隔板、内壳容纳构件和转子构件）之间的高压冷却流泄漏到热气体通路中导致降低效率，且需要燃烧温度升高，且发动机燃气轮机效率降低以保持期望的功率水平。因此，涡轮效率可通过减少或消除涡轮构件之间的泄漏来改善。通常，涡轮构件接合处之间的泄漏以定位在形成于涡轮构件如定子构件之间的密封槽口中的金属密封件来处理。密封槽口通常延伸穿过构件之间的接合处，使得定位在其中的金属密封件阻挡或以其它方式阻止穿过接合处的泄漏。密封槽口通常是长而窄的凹槽，其制作成适应金属片状/条状密封件或包括涂覆的密封系统的其它密封材料（EP3135866A1）。根据WO2013074165A2，密封通常使用花键密封件来实现，花键密封件是小金属条，其桥接相邻护罩节段之间的间隙。多个花键密封件通常沿轴向和径向方向定位在交叉槽口中。为了减小两个垂直密封件的界面处的泄漏，具有L形的密封件（L-密封件）有时为了密封槽口中的死端滑槽流而使用。

传统切削过程如铣削或磨削由于所需的小切削工具尺寸和硬材料（如，镍合金、钛合金、CMC等）而将不太有效或适合。密封槽口大体上由刻模EDM（Klocke 2014）制造，使用了具有待制造的腔的负片形状的适合的肋型电极（通常是石墨）。对于复杂的密封槽口区段，如，“L-密封件”或“H-密封件”，多个肋状电极组装在一起来用于刻模EDM。此外，多个槽口可同时地加工在机床上的单个或多个构件上。尽管其广泛用于密封槽口加工，但刻模EDM过程存在若干缺点。窄且深的槽口加工部分地由于较差的冲洗或碎屑排出而降低刻模EDM过程的效率，这可部分地由超声辅助过程（Uhlmann 2016, 2013）或特殊电极设计（Flaño 2017,KR20110048720）来改善。该过程的另一个缺点在于电极磨损，因此电极必须不时纠偏（Uhlmann 2016, Uhlmann2016）或更换。又一个缺点源自复杂槽口轮廓，其需要通过组装不同电极的资源消耗电极加工或电极设置，以加工复杂形状槽口。

Bridgestone的EP616868A1公开了一种方法，通过该方法来通过由EDM钻取孔产生一排相邻孔来加工槽口状形状。详细而言，该方法通过使用棒状电极来由放电加工形成深开口。然后，电极缩回，沿侧向移动，且下一个深开口形成在第一个附近，使前一个开口与当前的开口连接。该操作沿所需形状重复多次，以加工诸如凹槽的形状。

相比于前述刻模EDM过程，Bridgestone具有的巨大优点在于，简单形状的棒状电极可用于加工复杂槽口状特征，而不管复杂形状。另外，电极成本远低于刻模电极。此方法将允许复杂形状的槽口的成本效率合算的加工，这通常是提高密封性能且继而又提高涡轮性能所需的。然而，需要进一步提高此应用的方法的效率。

发明内容