[发明专利]大扭曲叶片精密电解加工装置及工艺方法

权利要求书

1.一种大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：包括阴极定位夹紧装置、工件快换装置以及电解液导流装置；所述阴极定位夹紧装置水平对称的设于装置左、右两侧，所述电解液导流装置包括夹具基座、叶盆阴极和叶背阴极，所述叶盆阴极和叶背阴极与阴极定位夹紧装置相连，所述夹具基座和工件快换装置位于装置中央；

所述阴极定位夹紧装置包括依次连接的转接板、阴极杆和阴极连接块，所述转接板安装在阴极杆外侧，所述阴极连接块安装在阴极杆内侧，阴极连接块内端连接阴极；所述阴极定位夹紧装置设置左、右对称，左、右部分的阴极连接块内端分别连接叶背阴极、叶盆阴极；

所述工件快换装置包括金属板、毛坯定位块、快换基准件、毛坯定位块连接板和导杆；所述快换基准件为水平对称的两个，快换基准件的底座与金属板刚性连接，所述毛坯定位块连接毛坯定位块连接板，在毛坯定位块上安装有工件快换夹具的夹具头，所述夹具头与金属板上的快换基准件的底座相配合，所述毛坯定位块连接板上设有与金属板相连的导杆；

所述电解液导流装置的夹具基座位于同一平面具有三个圆柱形通道；其中两个圆柱形通道同轴线，分别为放置叶盆阴极的阴极通道和放置叶背阴极的阴极通道，另一个圆柱形通道与两个阴极通道垂直、位于两个阴极通道之间，为阳极夹具通道。

2.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述叶盆阴极和叶背阴极上设有金属段和绝缘段相结合的复合型导流段。

3.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述阴极杆的上、下两个端面设有限位块。

4.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述毛坯定位块与金属板之间间隙为0.25mm，通过密封圈密封。

5.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述电解液导流装置的夹具出液口装有一个背压阀。

6.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述叶盆阴极和叶背阴极的导流段末端设置为喇叭口。

7.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：所述夹具基座采用绝缘材料，所述夹具基座的三个圆柱形通道均通过O型密封圈进行电解液密封处理。

8.根据权利要求1所述的大扭曲叶片精密电解加工装置，其特征在于：其中待加工的工件毛坯的空间位姿通过以下方法优化：

基于粒子群算法求解工件最佳偏转角度，通过优化工件毛坯的空间位姿，使得叶盆阴极和叶背阴极只需相向直线进给就能达到优化的进给角度，求解最优角度粒子群算法为：

VectorV_t+1＝c₀·VectorV_t+c₁·r₁·(VectorP-Pos_t)+c₂·r₂·(VectorG-Pos_t)

Pos_t+1＝Pos_t+VectorV_t+1

式中，粒子表示的是参与计算的随机方向向量，VectorV为随机向量移动的速度，Pos为向量所在的位置，VectorP为在单个向量找到的最佳摆放角度，VectorG为全部向量找到的最佳摆放角度，c₀为惯性权重，表征向量保持原先速度的趋势；c₁、c₂为学习因子，分别表征向量向自身最优解与全局最优解运动的趋势；r₁、r₂为范围0～1之间的随机数；

求解最优角度步骤：

(a)设定粒子数a、迭代次数t、c₀、c₁及c₂的值，并生成a个随机向量；

(b)在叶背阴极、叶盆阴极型面选取N个采样点，求得每个采样点在叶片型面上的法线与所有方向向量的夹角θ₁～θ_N；

(c)按照粒子群算法更新速度与位置；

(d)重复(b)、(c)过程，直至满足迭代次数或限定条件；

设置所有采样点在叶片型面的法向与进给方向的夹角，设置一个极限值作为算法限定条件，在可能的情况下，这个极限值尽可能小于45度，最大不超过50度，根据粒子群算法，得出一个类锥形区域；在上述类锥形区域内求某一个方向向量，该向量与叶盆阴极、叶背阴极型面采样点的法向夹角的方差和最小；通过两次运用粒子群算法，得出工件最佳空间摆放位姿。