[其他]叶片式转子的电化学加工方法

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3    60114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。

本发明考虑一种电化学加工方法，包括当工件被定位在电解腔中的工件加工位置时阴极装置协调的多轴运动，以便使阴极装置充分接近工件。

本发明还考虑一种电化学加工方法，其中对置阴极最初从加工位置调整，而当工件被定位在电解腔中的工件加工位置时，阴极走过多轴运动，以致把阴极定位于充分接近处于工件加工位置的工件的阴极开始加工位置。

本发明还考虑以上段落中所述形式的一种电化学方法，其中工件包括诸如设置在并沿其周围分布的翼型叶片之类的附属部而阴极装置由上面提到的运动来定位，以致在工件被定位于工件加工位置时，与待加工的单个附属器或叶片毗邻的附属器或叶片被收进阴极装置上的凹槽装置中而不与它接触，以便得到阴极对待加工附属部或叶片的充分接近。

本发明还考虑在电解腔中的工件加工位置上偏移工件和阴极装置，以便促使阴极接近工件。

在用于加工燃气轮机转子的单个尺寸余量的叶片的典型工作实施例中，毗邻翼型凸侧面的阴极沿两个方向或双向运动，一个方向朝着工件的侧面而另一个与第一方向垂直，从当叶片被定位在电解腔中的工件加工位置时的最初调整位置起，同时毗邻叶片的凹侧面的阴极却沿朝着工件并朝着另一个阴极的另一方向运动，此时毗邻被加工叶片的叶片被收入阴极凹槽而不与它接触。阴极最终定位于在单个叶片对侧的一个留有间隙的阴极开始加工位置。当电解液和电流从其间通过进行加工时，从开始加工位置起，阴极沿相反方向互相对着并朝各自的叶片侧面前进到阴极终了位置，毗邻叶片仍然收入阴极凹槽且电解时不与阴极接触。在从阴极开始加工位置起前进的过程中，阴极被可放松地夹持而不沿与前进方向垂直的方向运动。