[发明专利]一种非匀速双旋转整体叶盘叶栅通道电解加工方法

说明书

本发明公开了一种非匀速双旋转整体叶盘叶栅通道电解加工方法，包括：仿真求解确定工具阴极的旋转进给轴；仿真求解确定工具阴极在不同位置的旋转角度和旋转速度，得到工具阴极仿真模拟的运动轨迹；仿真求解整盘毛坯的旋转方向、旋转角度和旋转速度；设计工具阴极的加工刃为变宽度加工刃；驱动工具阴极从对刀位置沿着旋转进给轴按仿真模拟的运动轨迹，以整体叶盘设计模型叶型的扭曲方向为旋转方向，单向变速旋转径向进给；驱动整盘毛坯绕中心轴线按仿真优化的旋转方向、旋转速度和旋转角度协同工具阴极变向变速旋转，在整盘毛坯上形成叶栅通道。本发明电解成形叶栅通道余量分布均匀且表面加工质量高，可实现整体叶盘叶栅通道的精密电解加工。

技术领域

本发明属于电解加工技术领域，尤其涉及一种非匀速双旋转整体叶盘叶栅通道电解加工方法。

背景技术

整体叶盘作为航天发动机里的核心部件，大幅度地提高了航天发动机的推重比与工作效率，但整体叶盘广泛采用镍基高温合金、钛合金等一些难加工材料；型面扭曲明显、加工精度、表面质量等技术方面要求严格，使得整体叶盘的加工非常困难。

电解加工在加工过程中，工具电极与工件不受切削力的作用，因此电解加工不受被加工材料的强度、硬度影响，可加工的材料范围广；而且由于无切削力作用，在被加工工件表面也不会产生残余应力和热影响区。除此之外，电解加工还具有加工效率高，加工质量好，加工工具无损耗等优点。由于电解加工具有各种突出的优势，已经成为整体叶盘加工的主要方法之一。

整体叶盘电解加工包括叶栅通道预加工和型面精加工，整盘毛坯的绝大部分材料是通过叶栅通道预加工去除的，其加工精度会影响后续的型面精加工的成形精度，因此在整体叶盘电解加工中起十分关键的作用。

目前关于整体叶盘叶栅通道电解加工的研究重点在于使叶栅通道的叶盆，叶背型面余量分布更均匀。目前现有的各种整体叶盘叶栅通道电解加工装置和方法虽然在一定程度上减小了叶栅通道叶盆、叶背的余量差，但由于工具阴极和整盘毛坯之间运动轨迹单一，工具阴极设计简单等原因，整体叶盘叶栅通道电解加工很难作为半精加工甚至作为最终工序实现精加工，只能被选为整体叶盘加工的初始步骤。此外现阶段的工具阴极的加工刃是等宽度，在整体叶盘叶栅通道电解加工过程中，整盘毛坯旋转会使叶栅通道叶盆侧面轮廓或叶背侧面轮廓不断靠近叶盆加工刃或叶背加工刃，相反，另一侧的叶背侧面轮廓或叶盆侧面轮廓则不断远离叶背加工刃或叶盆加工刃，会造成叶栅通道叶盆加工区域和叶背加工区域侧面间隙不一致，从而使得叶盆加工区域与叶背加工区域的侧面轮廓腐蚀量不一致，导致电解成形叶栅通道的余量差偏大。

因此，亟需解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种电解成形叶栅通道余量分布均匀且表面加工质量高，可实现整体叶盘叶栅通道的精密电解加工的非匀速双旋转变加工刃阴极整体叶盘电解加工方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种非匀速双旋转整体叶盘叶栅通道电解加工方法，包括如下步骤：

步骤S1、选用等宽度加工刃的工具阴极，模拟仿真求解确定工具阴极的旋转进给轴；

步骤S2、仿真求解确定工具阴极在不同位置的旋转角度和旋转速度，得到工具阴极的仿真模拟的运动轨迹；

步骤S3、仿真求解整盘毛坯与工具阴极的旋转方向、旋转角度和旋转速度相适配的旋转方向、旋转角度和旋转速度；

步骤S4、重新设计工具阴极的加工刃，设计后工具阴极包括非均匀对称的叶盆加工刃和叶背加工刃，且叶盆加工刃和叶背加工刃均为变宽度加工刃；

步骤S5、驱动工具阴极从对刀位置沿着旋转进给轴按仿真模拟的运动轨迹，以整体叶盘设计模型叶型的扭曲方向为旋转方向，单向变速旋转径向进给；

步骤S6、同时驱动整盘毛坯绕中心轴线按步骤S3中仿真求解的旋转方向、旋转速度和旋转角度协同工具阴极变向变速旋转，在整盘毛坯上形成叶栅通道。