[发明专利]大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置及方法，属于电解加工领域。加工装置的主要特征包括组合式阴极和挡板式封水夹具。组合式阴极由薄板阴极、绝缘卡套、导电块和阴极座组成。针对径向大小叶片设计双通道正冲供液的方式，电解液从阴极座内两个与叶片轮廓相似的象形通道进入绝缘卡套，流经两个叶片内侧的电解液通过叶间处加工间隙后，从薄板阴极和绝缘套内部的出液通道流出工具阴极。该流动方式避免了两股电解液的交汇碰撞，提高了加工间隙内电解液的流速和均匀性。

技术领域

本发明设计属于电解加工领域，具体为大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置及方法。

背景技术

电解加工属于特种加工的一种减材加工工艺，工件与电源正极相连，工具阴极与电源负极相连，高速流动的电解液作为导电介质，工具阴极向工件进给，随着施加电压工件材料发生氧化溶解。套料电解加工即通过使用带有与叶型轮廓相似的象形通道的工具阴极对材料进行套型加工。针对难加工材料，电解加工的加工效率高、成本低，因此被广泛应用在航空、航天等领域。

专利号ZL2017102024292的发明专利中，提供了一种绝缘屏蔽套料电解加工阴极系统及加工方法，采用绝缘粒子包裹工件已加工部分，并通入高压气体减少工件已加工区域的杂散电解液，改善叶片表面质量。

文章“扩压器套料电解加工流场优化设计及实验研究”中，针对单个叶片的套料电解加工提出了一种出液转角式电解液流动结构，改善了加工区域内流场的可达性和均匀性。

公开号CN111687505A的发明专利中，提出一种大小叶片套料电解加工方法及装置，初步实现大小叶片的套型电解加工，但流场稳定性差。

上述文章和专利中的加工方法和装置，对于具有复杂特征类型的径向叶片盘体类零件，尚不能实现高效套料电解加工，因此需要一种稳定的电解液流结构和相应的加工装置，提高具有复杂特征盘体类零件的加工效率和加工精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置及方法，提高复杂特征盘体类零件的加工效率和加工精度。

一种大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置，其主要部分包括组合式阴极和挡板式封水夹具两部分；上述组合式阴极包括阴极座、导电块、绝缘卡套和薄板阴极四个部分。其中绝缘卡套通过插槽结构和薄板阴极连接；导电块的一端固定在薄板阴极上，另一端和阴极座表面贴合；在阴极座内两个与叶片轮廓相似的象形通道，作为电解液的进液口；在薄板阴极对应阴极座的象形通道处设计有两个叶片的加工刃，阴极两个加工刃之间设计长窄型出液口；在绝缘卡套内对应设计长窄型通孔，流入叶间处的两股电解液从该通道流出；上述挡板式封水夹包括内环固定块、外环固定块、左侧挡水板和右侧挡水板四部分。内环固定块和外环固定块固定在工装盘上，左侧挡水板固定在内、外环固定块的左半部分上，右侧挡水板固定在内、外环固定块的右半部分上；在加工过程中，两侧的挡水板一方面与阴极侧壁构成出液通道，引导电解液流出，另一方面隔离侧边已加工叶片与电解液相接触，防止杂散电流对叶片产生二次腐蚀溶解；挡板式封水夹具简化了原有的夹具结构，提高了安装的便捷性。

大小叶片叶间出液脉动态套料电解加工装置的加工方法，其特征在于包括以下过程：在电解加工过程中，阴极加工面和工件表面之间存在端面间隙，由于阴极侧壁腐蚀的作用，在叶片周向与绝缘卡套象形孔内壁存在侧壁间隙；封水夹具的左挡板、右挡板分别和组合式阴极的左侧外壁、右侧外壁设计有出液间隙；电解液流入阴极座的两个进液口后，沿叶尖到叶根方向进入叶片与绝缘卡套象形通道内壁之间的侧边间隙，其中流经左叶片左侧的电解液通过薄板阴极和工件之间的加工间隙后，从阴极侧壁和左侧挡水板之间的出液通道流出；流经右叶片右侧的电解液通过薄板阴极和工件之间的加工间隙后，从阴极侧壁和右侧挡水板之间的出液通道流出；流经左叶片右侧和右叶片左侧的电解液进入叶片之间的加工间隙，随后通过薄板阴极的长窄型出液口，流入绝缘卡套内部的出液通孔，最终流出组合式工具阴极。