[其他]带工件护罩和心轴组件的电化学加工机床

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杆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Schra-der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Schra-der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。

本发明考虑一种电化学加工机床，其中一个护罩装置架在并且环绕除了收入电解腔以便在工件加工位置上进行加工的工件的一部分外的工件伸展。护罩装置与电解腔一起大体上包围工件并且在对电解腔内的工件部分加工期间协作结合。

在本发明的一个典型的工作实施例中，在其上固定工件的一个心轴是可分度的，从而把工件的一部分在收入电解腔时定位于工件加工位置，而且还能朝着和离开电解腔运动，从而把工件的该分度部分插入腔中。护罩装置一般包括在其上的第一定位装置，而电解腔包括一起协作的第二定位装置，以便使处于电解腔内的工件加工位置的工件分度部分相对于其中的阴极装置精确定位。在护罩装置和/或电解腔上的密封装置提供电解液密封作用。护罩装置在心轴分度期间设置在心轴上，并提供在包围在护罩装置中的工件分度期间把护罩装置保持在心轴上大体上不可分度的位置上的装置。

在一种最佳实施例中，护罩装置包括可拆卸地连接的一个后部和前部。为了从心轴上取下工件，先取下护罩装置的前部然后取下工件。护罩装置的后部架在心轴上而前部一般架在一个卡紧套上，它本身架在心轴上。护罩装置的前部和后部最好每个包括一个圆形密封圈以便接触作为工件的整体叶片式转子上的一个环形法兰或凸缘。

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。