[发明专利]一种蜂窝封严环的高效加工电极及其设计方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝封严环的高效加工电极及其设计方法，所述蜂窝封严环的高效加工电极包括电极，所述电极为一端密封、另一端开口的圆筒状，所述电极的密封端居中设置有拉杆连接孔，所述电极的外径ΦD＝ΦB‑gap，其中，ΦB为磨削加工前蜂窝的内径，1.4mmgap≤5mm，所述电极的内孔直径ΦE＝ΦD‑thick，电极壁厚thick＝(ΦD‑ΦE)/2＞1.5mm。本发明为航空发动机加工蜂窝实现高效加工提供了一种优化方案，成功提高了动力涡轮机匣上蜂窝的电火花磨削加工效率200％以上，某型预旋喷嘴电火花磨削加工效率可提高300％以上，大大提高了加工效率，缩短了发动机的研制周期。

技术领域

本发明涉及电火花加工技术领域，特别地，涉及一种蜂窝封严环的高效加工电极设计方法。

背景技术

新一代航空发动机转子和机匣之间大量采用蜂窝封严环结构。随着航空发动机产品性能要求越来越高，转子与机匣之间间隙要求精度越来越严格。蜂窝与转子之间间隙过小，导致刮磨量过大，转子叶片会发生断裂。蜂窝与转子之间间隙过大，则气体失压，性能损失。目前航空发动机产品的蜂窝尺寸公差要求0.05以内，跳动要求0.05以内。行业内常用的加工蜂窝方式为电火花磨削，航空发动机动力涡轮机匣、动力涡轮导向器、预旋喷嘴等等多个结构件上都具有蜂窝封严环。航空发动机产品蜂窝的结构可以归类为四种，敞开式单层蜂窝、敞开式台阶式蜂窝、内腔式单层蜂窝、内腔式台阶式蜂窝。对于敞开式式蜂窝，传统的电极设计方案是电极直径小于蜂窝毛坯直径即可，根据公司产品结构，设计一种通用的最小直径电极进行加工，节约电极成本，但加工效率低。对于内腔式结构蜂窝，传统的电极的设计方案是使用小电极在内腔中走圆弧进行加工，这种电极设计方法蜂窝加工效率极低，且蜂窝跳动受机床精度影响较大。例如某型发动机上预选喷嘴蜂窝加工需要15小时/件。

发明内容

本发明提供了一种蜂窝封严环的高效加工电极，以解决目前的航空发动机的蜂窝封严环结构在进行电火花磨削时加工效率低、精度易受机床影响的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种蜂窝封严环的高效加工电极，包括电极，所述电极为一端密封、另一端开口的圆筒状，所述电极的密封端居中设置有拉杆连接孔，所述电极的外径ΦD＝ΦB-gap，其中，ΦB为磨削加工前蜂窝的内径，1.4mmgap≤5mm，所述电极的内孔直径ΦE＝ΦD-thick，电极壁厚thick＝(ΦD-ΦE)/2＞1.5mm。

进一步地，2mm≤gap≤5mm。

进一步地，3mm≤thick≤5mm。

进一步地，thick＝3mm。

进一步地，所述电极的密封端均匀设置有若干排气孔。

进一步地，当蜂窝封严环为内腔式蜂窝封严环时，ΦD＜ΦB，ΦE＞ΦC，ΦA-ΦD＜ΦE-ΦC，其中，ΦC为内腔式蜂窝封严环的中间基体直径，ΦA为磨削加工后的蜂窝目标内径。

进一步地，所述电极的内孔直径ΦE＝ΦA-ΦD+ΦC+gap。

进一步地，当蜂窝封严环为内腔式阶梯蜂窝封严环时，所述电极的内孔直径ΦE＝ΦA-ΦD+ΦC+gap，ΦA为磨削加工后的阶梯蜂窝中的最大目标内径ΦA_max。

本发明另一方面还提供了一种蜂窝封严环的高效加工电极的设计方法，所述蜂窝封严环为敞开式蜂窝封严环，包括步骤：

从零件上提取蜂窝封严环磨削加工前的内径ΦB；

计算得出所述电极的外径ΦD＝ΦB-gap，其中，1.4mmgap≤5mm；

计算得出所述电极的内孔直径ΦE＝ΦD-thick，其中，电极壁厚thick＝(ΦD-ΦE)/2＞1.5mm；

在所述电极的密封端确定若干不影响电极结构刚性的排气孔。