[发明专利]基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置及方法

说明书

本发明公开一种基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置，属于电解加工技术领域。该装置的组成部分为：包括电源（8）、夹具体、随动封液装置、阴极架（3）、中空工具阴极（2）、联动装置（4）、电解液系统（9）；上述电源（8）连接有电压调节装置（10）。加工过程中，通过中空工具阴极（2）阵列的同步偏心摆动进给结合整体叶盘工件（1）旋转的复合运动，实现整体叶盘锥形轮毂型面加工。

技术领域

本发明涉及一种基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置，属于电解加工技术领域。

背景技术

整体叶盘是航空发动机、燃气轮机、火箭发动机以及航空机载设备中重要的零件之一，整体叶盘的加工精度和加工质量对产品的性能和质量有着重要影响。整体叶盘通道狭窄，结构扭曲，材料多为难加工的高温材料，这给传统的机械加工方法带来了极大困难。电解加工是利用电化学阳极溶解的原理去除材料的加工方法，具有加工范围广、表面质量好、加工效率高、无工具损耗、无切削应力等优点。因此，电解加工在在整体叶盘的加工中体现出突出的优势。

整体叶盘电解加工分为两个步骤：第一步是叶栅通道加工，去除叶片间的材料，为后续型面工具阴极的进入提供空间。第二步是叶片型面加工。因此，叶栅通道的加工是整体叶盘电解加工的重要加工环节，其加工效率和通道加工后的余量的均匀性对最终产品的制造成本和精度质量有着重要影响。近年来，随着整体叶盘结构越来越复杂，叶片扭曲，轮毂锥形，变叶栅宽度变化等问题给叶栅加工带来了很大的难度。

在专利“一种整体叶盘一体化电解加工的方法及电解工具”（申请号：201911225268.4，申请人：南京航空航天大学，发明人：张聚臣、李兴林、陈远龙、张斌）公布了一种曲面阴极多轴联动实现复杂型面整体叶盘叶盆、 叶背和轮毂一体化电解加工工具。在硕士学位论文“特殊结构的扩压器套料电解加工技术”（时间：2018年3月，作者：许绝舞）研究中，探索了扩压器套料电解加工时变电压对叶片侧面腐蚀的影响。这两种叶盘加工方式可以实现锥形轮毂整体叶盘加工，但一次只能进行单个通道加工，无法实现多个通道同时加工，加工效率低。在专利“整体叶轮多通道电解加工装置”（申请号：200910120721.5，申请人：南京航空航天大学，发明人：徐正扬、朱荻、徐庆、曾永彬）中提出一种多阴极连动的整体叶轮多通道电解加工装置。在专利“多电极螺旋进给整体叶轮叶间流道电解加工方法”（申请号：200910025834.7，申请人：南京航空航天大学，发明人：朱荻、徐庆、徐正扬）中提出一种多阴极合成运动电解加工方法。这两个专利对叶盘通道加工精度和效率都有所提升，但二者均是针对等直径轮毂叶盘通道的加工，对于锥形轮毂型面以及变宽度的叶栅通道的，均无法加工。

现有的整体叶盘加工技术对于变轮毂直径、变叶栅宽度复杂整体叶盘高效叶栅加工效率和成本问题凸显，急需新的加工装置及方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对目前整体叶盘叶栅通道加工加工精度低（加工余量不均匀）、效率低等，提出一种基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置。

一种基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置，实现具有锥形轮毂和变宽度叶栅的复杂整体叶盘叶栅通道高效制造，其特征在于：

包括电源、夹具体、随动封液装置、阴极架、中空工具阴极、联动装置、电解液系统；

上述中空工具阴极与电源负极连接，整体叶盘工件与电源正极连接；中空工具阴极内部与电解液系统联通；

上述夹具体包括夹具上盖和夹具底座，夹具上盖具有与阴极数量相同的且对应均布的出液口，夹具底座具有阴极数量相同的且对应均布的回液槽；整体叶盘工件位于夹具上盖和夹具底座之间；

上述随动封液装置由挡水板、可伸缩套筒装置、万向节装置组成；挡水板包裹于夹具体外侧；