[发明专利]异形群缝式阴极弧面外槽电解加工装置及其方法

说明书

本发明提供了一种异形群缝式阴极弧面外槽电解加工装置及其方法，属电解加工领域。所述的加工装置包括：回转体工件、异形群缝式阴极头、分流块、进液块、进液支架、定位夹具模块。该装置的特征在于：上述阴极头出液口采用横置异形群缝设计，提高弧形槽加工区域电解液流速的均匀性和流场的稳定性，成型面更平缓；分流块中设置有多个楔形稳流槽，每个稳流槽对应阴极头上的一个出液缝，通过进液支架和进液块接入的两路电解液先经分流块稳流后再由阴极头出液缝进入加工区域，提升了多路供液的流场均匀性。本发明有利于提高回转体工件外部大跨度弧形外槽电解加工中电解液的流速与流场均匀性，对实现大跨度弧形外槽的一次电解加工成型有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种异形群缝式阴极弧面外槽电解加工装置及其方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

电解加工技术属于特种加工范畴，基于电化学阳极溶解原理，实现对工件材料的去除。电解加工过程中，仿形工具阴极在数控系统控制下沿加工轨迹向工件阳极进给，工件阳极逐渐溶解，电解液在工件阳极与工具阴极之间不断流动。该技术具有工具阴极不损耗、无切削应力、加工特性不受材料硬度影响等特点。

静子是航空发动机中的重要零件，是一种具有大跨度弧面外槽的回转体工件，其材料多为高强度耐热合金。传统的弧面外槽机加工过程中存在刀具损耗大，加工周期长，加工费用高，加工后残余应力大，工件易变形等问题。

对于回转体工件外槽的电解加工，目前主要采用小阴极分块拼接加工方式，在专利“一种用于整体叶盘电解开槽加工的电极及加工方法”（申请号 200910248600.9，发明人徐斌 朱海南 白英纯等）中，提出采用分度、分块、分工步加工方式，阴极在不同工位上电解加工，加工流场好。但该方法加工过程工序复杂，加工周期长，阴极在不同工位加工后会产生接刀痕，影响加工表面一致性。在专利“全过程一字型流动柔性保护套料电解加工装置及方法”（申请号CN201610696734.7，发明人 朱栋 柳傲 谷洲之等）中，提出了一种一字型工具阴极实现对工件外侧一字型叶片套料加工的方法。通过缩小一字型开口该方法可以较好的实现对小跨度弧形外槽的电解加工，当跨度和加工面积显著增大时流场的均匀性难以保证。在专利“一种航空发动机机匣型面电解加工方法”（授权号CN 103624347A，发明人 李海宁 刘建 何恒 赵晓勇等）中，提出型面电极固定在机床进给动力头上，以0.3-1.0mm/min的进给速度对机匣待加工部位进行电解加工的方法。该方法采用侧流方式供液，电解液由阴极一侧喷入加工间隙，经过弯折的加工区域流出，电解液流动阻力大，流场稳定性不足。

因此，迫切需要寻求一种加工工序少、加工周期短、流场稳定易控制的电解加工装备与方法，实现对回转体工件上大跨度弧面外槽的高效电解加工。

发明内容

本发明目的在于解决大跨度弧面外槽整体加工时的流场稳定性和均匀性问题，实现对大跨度弧面槽结构的一次电解加工成型，提高加工效率和精度，提出一种异形群缝式阴极弧面外槽电解加工装置及其方法。

一种异形群缝式阴极弧面外槽电解加工装置，用于回转体工件的加工，且该回转体工件待加工部位为工件外表面的数个弧面外槽；其特征在于：该装置包括阴极模块和定位夹具模块；上述阴极模块由依次相连的异形群缝式阴极头、分流块、进液块、转接板和进液支架组成；进液支架与机床相连；上述进液支架和进液块上分别设置有进液口。

所述异形群缝式阴极头依据回转体工件的待加工弧形外槽进行仿形设计，阴极头边缘进行倒角和切边设计，阴极头端面开有出液口；出液口由多个横向开设的出液缝沿纵向排布形成群缝结构；其中出液缝的横向长度由上往下呈缩短趋势，顶部出液缝最长，底部出液缝最短；出液缝上下两侧沿横向对称均布有等宽的凹槽，出液缝纵向宽度整体为周期性变化，呈锯齿形状；上述定位夹具模块由下向上依次由安装于机床转盘上的定位盘和用于固定上述回转体工件的定位环组成；定位环安装于定位盘上，且定位环下侧开有多个排液口。