[发明专利]整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法

说明书

本发明涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法，属于电解加工技术领域。该方法特点在于：采用具有良好导电性与弹性的材料制备柔性电极，多个柔性电极安装在加工装置上，并沿如闭式叶盘等整体构件的圆周方向等间隔分布。该装置通过主轴旋转带动连杆滑块机构运动，实现电极沿叶盘径向的移动；根据叶栅通道型面不同位置处的曲率变化特点，通过附加轴进给施加载荷，实现电极动态变形；同时复合叶盘的旋转运动，从而实现以柔性电极侧壁作为加工面的扫掠式电解加工。本发明简化了电极设计过程，采用多电极同时加工，极大地提高了加工效率。此外，柔性电极的数量及分布位置可根据实际整体叶盘型号进行调整，以适应不同加工需求。

技术领域

本发明涉及一种整体构件多叶栅的柔性电极动态变形电解加工装置及方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

电解加工是一种基于电化学阳极溶解原理去除材料的工艺方法。由于其具有工具无损耗、不受材料机械加工性能限制、加工质量好、加工效率高等特点，电解加工被广泛应用于航空航天、汽车、兵器等领域。尤其在航空发动机整体叶盘类零件的加工制造中，电解加工已经成为整体叶盘类零件加工制造的主要加工工艺之一。

整体叶盘类零件是航空发动机的核心部件之一，其质量决定了航空发动机的性能和使用寿命。整体叶盘根据其叶片顶部是否存在叶冠结构，可分为开式整体叶盘与闭式整体叶盘。闭式整体叶盘在叶片边缘增加整圈叶冠之后，叶片的颤震可以得到有效抑制，叶盘的整体强度和刚度得到提高。因此，闭式整体叶盘在航空航天领域的应用在不断增加。近年来，许多学者对闭式整体叶盘的加工制造进行了大量研究。

在专利“闭式整体叶盘电火花加工预孔抽液排屑方法”(申请号201810899563.7申请人上海交通大学，发明人康小明赵万生徐海华)中，提出通过采用多轴联动电火花加工机床对带有预孔的闭式整体叶盘毛坯上的每个流道依次进行电火花加工，流道加工时从工具电极的对面一侧将加工产生的带有电蚀产物的工作液通过预孔抽出，从而实现放电加工区工作液的更新，提高了闭式整体叶盘电火花加工的效率。

在专利“一种镍基高温合金闭式叶轮粗加工方法”(申请号202010802425.X申请人西安交通大学，发明人查俊袁泽龙)中，提出在加工过程中利用相对较高的切削速度产生切削热，切削热产生的热量使得镍基高温合金材料软化，达到提升加工过程中加工效率的目的。

在专利“一种闭式叶轮的精加工刀具轨迹规划方法”(申请号201611071724.0申请人北京动力机械研究所，发明人孙晶罗远锋谷万龙宛春博邱文旺刘月萍)中，提出进行闭式叶轮的叶片精加工刀具轨迹规划，使精加工得到的刀痕沿流线方向，提高产品工作效率；另外采用小角度五轴插铣，大幅减少了刀具受径向分力导致的刀具变形，提高了叶片加工精度；可以使两端进刀加工产生的接刀痕更小。

在专利“一种闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸的控制方法”(申请号201911206733.X申请人西安航天发动机有限公司，发明人杨欢庆王琳高怀胜纪艳卿吴晓明陈鹏荣)中，提出的流道尺寸控制方法，解决了闭式叶轮熔模精密铸件流道尺寸精度差的问题，提高了产品水力学性能指标，节省了产品试制周期，降低了制造成本。

在专利“一种小间隙闭式铝合金叶轮激光选区熔化成形方法”(申请号201910550775.9申请人西安航天发动机有限公司，发明人李护林杨欢庆王云王琳雷钥)中，采用工艺预补偿和添加便于去除的柱状支撑，保证内流道尺寸精度、形状精度和表面粗糙度，使小间隙闭式铝合金叶轮整体增材制造成为可能。

在专利“分步分区法整体叶轮电解加工工艺及装置”(申请号201010100905.8申请人南京航空航天大学，发明人赵建社王福元吴建民等)中，提出分步法数控电解加工，把叶片加工分为加工叶盆、叶背、叶根3道工序，进行电解加工，用于解决叶背、叶根加工精度低及存在过切或欠切等问题。