[发明专利]一种蜂窝环电解磨削加工系统及加工方法

说明书

一种蜂窝环电解磨削加工系统及加工方法，属于特种加工技术领域，通过工具磨轮与蜂窝环旋转接触形成一个包络区域，在相切处形成磨削区域。工作液喷嘴将工作液从一侧喷向加工区域，并在包络区域内形成稳定的工作液蓄积区。在外加电势差的作用下，工作液蓄积区内蜂窝带表面被电化学腐蚀，形成钝化膜。蜂窝环以恒速转速不断将腐蚀区域运送到磨削区域，工具磨轮高速旋转，通过工具磨轮表面磨粒迅速刮除蜂窝带表面钝化膜，使其露出新的基体表面材料。随着工具磨轮沿蜂窝环径向持续进给，蜂窝带表面多余材料被逐层去除。与其它加工技术相比，本发明可明显提高蜂窝环零件的加工质量，有效解决蜂窝环零件加工变形、蜂窝格堵塞、表面重铸层等加工缺陷。

技术领域

本发明属于特种加工技术领域，涉及一种电解磨削加工系统及加工方法，特别是涉及一种蜂窝环零件电解磨削加工系统及加工方法。

背景技术

蜂窝环是航空发动机重要的密封零件，它通过减小涡轮转子叶片工作时和静子的间隙，减少泄露，维持各个腔室的工作压力，实现提升涡轮机工作效率的效果。

蜂窝环是现代航空发动机中涡轮转子叶片与静子之间实现严密密封的先进工艺结构，它由蜂窝带和密封环等构成。密封环一般为整体圆环形，其外圆与密封体相连，内圆与蜂窝带通过钎焊连接在一起。蜂窝带由厚度仅为 0.05～0.10mm的镍基高温合金薄板在特殊模具成形设备上制成的正六面体蜂窝栅格经特殊设备焊接而成，其蜂格通常为高度0.8mm、壁厚0.05mm的正六边形，蜂窝带的内圆弧面即为加工面，通过对该面的加工使其满足漏气间隙的设计要求。

由于高温合金自身为难加工材料，且蜂窝环为薄壁零件，其最小壁厚仅为1.5mm，加工过程中极易受外力作用产生变形。此外，蜂窝带整体刚性较差，加工面极其柔软，采用常规机械加工(车削或磨削)时，在机械切削力作用下，大部分材料因基体材料切除而倒向一边，将蜂窝孔堵塞，不能够满足使用要求。

电火花磨削(EDG)是利用工具电极和工件之间产生脉冲性的火化放电来去除工件表面多余材料，以达到对零件尺寸和形状要求的非接触式加工，具有无变形、无加工毛刺和尺寸精度高的优势。目前，电火花磨削已成为蜂窝环零件加工的重要方法之一。然而，在实际生产过程中也产生了很多无法避免的难题，如工具电极损耗导致蜂窝带高度尺寸精度较低、材料去除效率低下导致生产效率不高、表面重铸层影响蜂窝环使用寿命、加工产物嵌入蜂窝孔无法清除导致蜂窝环报废等等。为了解决蜂窝环零件的加工缺陷，提供蜂窝环的工作性能，满足航空发动机中各级腔室的密封需求，有必要设计出一种新的蜂窝环零件加工方法。

发明内容

本发明的目的是为了针对现有技术在加工蜂窝环中存在的缺陷，提出一种蜂窝环电解磨削加工系统及加工方法，采用外置喷嘴从侧面供液，利用工具磨轮和蜂窝环的包络空间蓄存工作液，形成电化学腐蚀区域，确保蜂窝带表面形成稳定致密的钝化膜，通过工具砂轮和蜂窝环的相对运动逐层去除多余材料，可提高蜂窝环零件的加工效率和加工精度，可解决蜂窝环变形、蜂窝格堵塞、表面重铸层等缺陷。

本发明的技术方案是：一种蜂窝环电解磨削加工系统，包括电源、蜂窝环；其特征在于：所述加工系统还由工具磨轮、蜂窝带、密封环、工作液喷嘴组成；所述蜂窝环与所述电源的正极连接，所述工具磨轮与所述电源的负极连接，所述工具磨轮置于所述蜂窝环的内侧，二者保持相对旋转接触，并在二者相切处形成磨削区域，所述工具磨轮旋转方向与所述蜂窝环相反，所述工作液喷嘴置于所述工具磨轮与蜂窝带形成的包络区域内，所述工作液喷嘴喷出的工作液喷向所述磨削区域，并在靠近所述磨削区域的所述包络区域内形成稳定的工作液蓄积区。

所述工具磨轮以恒定转速旋转，旋转速度范围为200～2000rpm，工具磨轮旋向与密封环相反。

所述工具磨轮保持一个恒定的进给速度，沿着蜂窝环径向持续进给。

所述蜂窝环和工具磨轮分别与电源的正极和负极相连，二者之间电势差值为3～15V。