[发明专利]一种编程式通电型面电解加工方法与装置

说明书

本发明公开了除尘技术领域的一种编程式通电型面电解加工方法与装置，包括有组装工具电极一和组装工具电极二均由若干阴极块共同拼装而成；各阴极块之间有绝缘层，连接结构为绝缘材料，拼装后的阴极块两两之间相互绝缘；拼装后的各阴极块端面共同形成加工型面，用于对工件的型面成型加工，各阴极块端面做钝化处理，避免在电解加工过程中被腐蚀破坏，可以有效调节产物空间分布规律，减小产物、气泡、热量的累积，显著提升电解加工精度与加工稳定性，可优先对余量较大部位材料进行去除，实现毛坯余量的快速均匀化，提高大余量工件的可加工性；可实现小电流大尺寸零件成型电解加工，降低了电解加工电源设备要求，节约了设备成本。

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，具体为一种编程式通电型面电解加工方法与装置。

背景技术

电解加工是一种基于金属材料阳极电化学溶解加工成形的特种加工方法。该方法有着无切削力、无刀具损耗、加工效率高、加工表面质量好、加工不受材料力学特性影响等优点，因而被广泛的应用于航空航天等领域的叶片、叶盘、机匣等关键零件的型面加工与制造。目前，电解加工已被英国R.R、美国GE以及PW等国际主流航空发动机制造商大量应用于发动机的生产与制造当中。

以航空发动机叶片型面加工为例，在进行叶片型面电解时，叶片毛坯接电源正极，工具电极接电源负极，叶片毛坯被固定在工装夹具上，一对工具电极向着叶片叶盆、叶背表面相向进给，工具工件之间通高速流动的电解液。加工时，在工具表面发生还原反应，电解液中的氢离子被还原成氢分子并凝聚成氢气泡，而在工件表面发生氧化反应，工件金属材料表面金属原子失去电子形成金属阳离子被溶解于电解液中，溶解后的金属阳离子结合溶液中的氢氧根离子形成不溶性絮状氢氧化物，此外由于电功率的存在，产生了大量的焦耳热，使电解液温度不断升高。形成的不溶性产物、气泡以及产生的热量在电解液的冲刷下，被迅速带离加工区。维持了加工间隙内溶液状态的纯净，保障了加工的稳定持续进行。加工时，阳极材料在电化学的作用下被不断去除，并且随着工具电极的进给，近似拷贝出工具的轮廓，并最终达到加工叶片轮廓的目的。

然而，在进行较大尺寸工件型面电解加工时，由于加工面积的增大、流道的增长，使得加工时生成的产物、气泡以及热量大量增加，而由于电解加工中间隙较小，电解液流速在达到一定流速后很难再得到有效的提高，因此产物、气泡以及热量的积累会随着电解液向出液口一侧产生严重的累积。根据电解液电导率公式(1-1)可知，伴随着产物、热量的大量积累，电解液电导率会产生巨大的波动。这使得电解加工进程出现较大波动，工件型面加工控制变得十分困难，严重时甚至会发生产物堵塞加工间隙导致加工失败。

κ＝κ₀(1+ξ(T-T₀))(1-β)ⁿ (1-1)

式中κ为电解液电导率，κ₀为初始电解液电导率，T为电解液温度，T₀为初始电解液温度，ξ为电解液电导率温升系数，β为气泡率，n为气泡影响系数。

此外，在进行大尺寸型面电解加工时，由于加工面积较大，使得加工电流较大，这就对加工电源拥有较高的需求，无形间增加了生产需求成本。此外，大电流加工也会带来引电困难、发热严重等问题，基于此，本发明设计了一种编程式通电型面电解加工方法与装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种编程式通电型面电解加工方法与装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种编程式通电型面电解加工装置，包括有组装工具电极一和组装工具电极二均由若干阴极块共同拼装而成；

各阴极块之间有绝缘层，连接结构为绝缘材料，拼装后的阴极块两两之间相互绝缘；拼装后的各阴极块端面共同形成加工型面，用于对工件的型面成型加工，各阴极块端面做钝化处理，避免在电解加工过程中被腐蚀破坏。

优选的，所述夹具主体分为工件座、下夹具与上夹具三部分。