[其他]用于电化学加工机床的导电卡子

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）是一种已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。

本发明考虑一种旋转式可分度的工件固定轴，在对工件进行电化学加工时一个工件被携带在其上而在电化学加工过程中处于一个分度位置的该轴由一个弹性的电耦合卡子来夹紧，以保证轴与固定的电流源充分电耦合。

在一个典型的实施例中，一个铜质电耦合卡子靠电气连接于一个支持件，该件上接有缆线以便供给电流。耦合包括确定它们之间的一个轴向孔的一对分离的臂，该孔中收容一个导电的心轴分度轴。分度轴由支持件上的一个直流电机驱动步进旋转，在分度轴与直流电机之间有电绝缘连接件，以防止电流流向电机。一个双作用流体驱动的缸的柱塞穿过卡子臂中的另一个孔。同时柱塞连接到一个臂上以便使臂一起运动，以便在对工件进行电化学加工期间把耦合卡子推到处于可放松的分度位置的分度轴上，以便保证足够的电流接触，使工件在加工期间成为一个阳极。卡子还促使把心轴分度轴锁定在所希望的角分度位置。耦合卡子通过流体缸的后退和耦合卡子壳体的弹性从分度位置放松，使它张开而脱离分度轴。

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。

图3是显示了IBR及其中心面与阳极中心面和机床中心面的空间关系的示意透视图，并显示了接近被加工翼型叶片A的困难方面。

图4是把带有整体预成形有余量尺寸的翼型叶片电化学加工到最后尺寸的本发明的机床的正视图。

图5是图4中沿箭头5方向的侧视图。

图6是图4中沿箭头4方向的俯视图。

图7是沿箭头7方向的机床一部分的放大侧视图。

图8是图4中一部分的放大正视图。

图9是图8的一部分剖开的侧视图。