[其他]工件斜置和阴极带凹槽的电化学加工机床

说明书

本发明涉及对工件进行电化学加工的机床和方法，更具体地说涉及对一种带有旋转对称的中央轮毂及围绕轮毂圆周分布的径向伸出的附属部（例如翼型）进行电化学加工的机床和方法。

电化学加工（ECM）是一种公知的加工金属工件的方法，并且过去已被用于加工附在一个中央圆柱形轮毂上并围绕轮毂径向伸出的单个叶片和复杂的翼型叶片的复杂翼形。

加工一个整体叶片式燃气轮机转子或叶轮的从中央轮毂伸出的单个叶片的ECM装置示于1970年8月11日公告的Stark等人的美国专利第3523876号;1973年1月30日公告的Stark等人的美国专利第3714017号;和1974年4月9日公告的Kawafune等人的美国专利第3803009号。在这些专利中，翼型完全是用ECM方法从一个圆柱形毛坯或盘形材料加工出的。

1966年11月29日公告的Trager的美国专利第3288699号说明了一种同时加工与一个透平叶轮毛坯或盘成为整体的多个翼型的ECM装置，其中当阴极轴向前进时，工件（透平叶轮毛坯）转过一选定的角度使翼型在被阴极加工时形成曲线。

1976年7月20日公告的Lucas的美国专利第3970538号叙述了一种加工与中央轮毂整体铸造的翼型叶片的有尺寸余量的进气边和出气边以形成燃气轮机的整体叶片式转子的ECM机床。公开了一种对进气边和出气边进行ECM加工的特殊阴极结构。

其他的先有技术都采用了从一件加长毛坯加工出多个翼型叶片或一次加工一个单个翼型的ECM装置。例如，1981年3月17日公告的Wilson等人的美国专利第4256555号说明了用对置的阴极电化学加工一个单个翼型叶片预成形坯，阴极被一般机床上的杆或动臂推动朝着叶片预成形坯的两侧面运动。过去，采用一个伺服电机驱动的一个滚珠丝杠副驱动每个其上带阴极的杆。在该专利中，阴极杆被与叶片中心线成45°角沿两相对方向驱动。1967年3月14日公告的Goodwin的美国专利第3309294号说明了使燃气轮机的轴流压气机的一个单个金属翼型叶片成形的ECM装置。

1977年10月4日公告的Schrader的美国专利第4052284号说明了一种至少使一个工件上的多个翼型部分成形的ECM装置。该装置包括多个可单独运动的电极，每对电极可沿与工件侧面成一锐角的轨迹运动。1977年11月8日公告的Schrader的美国专利第4057475号叙述了一种在一个单个工件上形成多个翼面的ECM方法。1976年9月11日公告的Schrader的美国专利第4167462号叙述了一种带有被多个相同的液压泵驱动的多个电极的ECM机床的控制系统。

1982年10月23日公告的Sanders的美国专利第360114号公开了一种采用往复运动的阴极结构的ECM机床及方法。1985年3月12日公告的Inoue的美国专利第4504721号说明了一台在一个工件中形成一个三维空腔的多轴放电机床。

本发明设想了一种用于对某类工件进行电化学加工的装置，这类工件带有从其上伸出并围绕其分布的附属部，在这种装置中有把单个附属部放置在电解腔中工件加工位置、把工件和阴极装置布置在电解腔中并在工件加工位置相互成一斜角的装置，其中的阴极装置包括在其上的凹槽装置，用以当单个附属部被定位在工件加工位置时不接触地收容一个与单个附属部毗邻的附属部，以便使整个阴极接近单个附属部进行加工。当工件进行加工时，毗邻的附属部被不接触地保留在凹槽装置中。还有当工件定位时使阴极装置相对于工件加工位置运动的装置。

在本发明的一个典型的实施例中，一个滑台装置以一个与和工件加工位置有关的阴极中心面成一定斜角的关系铰支工件，并把工件附属部以上述角度在电解腔中定位。滑台包括一个轴销和一个夹紧机构，该夹紧机构可被可放松地锁定在选定的中心平面角上。当工件附属部在腔中定位时，在电解腔中对置的带凹槽的阴极可沿互相对着并且朝着选好的单个工件附属部的各自侧面的各自的方向，并沿与它垂直的其他方向运动。阴极上的凹槽不接触地收容与待加工的单个附属部毗邻的工件附属部。在加工过程中当阴极从阴极开始加工位置向阴极终了位置运动的过程中，毗邻附属部分与阴极不接触地保留在阴极凹槽中。工件中心平面角和阴极的多向运动的复合，同时每个阴极带有一个不接触地收容毗邻附属部的凹槽，使得阴极能充分接近单个工件附属部的各自侧面以对它的整个侧面进行加工。最好，在凹槽中有电绝缘装置以防止电流在毗邻的附属部和毗邻阴极之间流动。

图1是燃气轮机整体叶片转子（IBR）的透视示意图。

图2是图1中一部分的俯视图。