專利名稱：：電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及汽輪機氣封的加工方法，具體涉及用電火花加工汽(含燃氣)輪機蜂窩氣封的方法。
背景技術(shù)：
：汽(含燃氣)輪機有多個作功級，大部分蒸汽(或燃氣)流進各級動葉汽道，膨脹作功，沖動葉片，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，小部分蒸汽(或燃氣)則經(jīng)圍帶外圍流入下級隔板，成為內(nèi)漏汽(氣)，不作功，故在圍帶外圍設(shè)置汽(氣)封，盡量減少內(nèi)漏流量，以提高機組效率。傳統(tǒng)的汽(氣，下同)封是齒狀結(jié)構(gòu)，通過合理設(shè)計齒尖與圍帶之間的間隙以及齒的數(shù)量，來限制內(nèi)漏流量，由于汽封齒的數(shù)量不可能太多，漏汽間隙也不可能設(shè)計得太小，漏汽通道的阻力有限，內(nèi)漏流量仍然較大，于是出現(xiàn)了蜂窩汽封，該汽封是一種網(wǎng)孔形狀為正六邊形的金屬網(wǎng)帶，在汽封體的內(nèi)圓周面上布置一周，成環(huán)狀，該金屬網(wǎng)帶環(huán)的內(nèi)圓周面與圍帶外圓周面之間的間隙為漏汽通道，與傳統(tǒng)的齒狀結(jié)構(gòu)汽封相比，在間隙尺寸相同的情況下，因其內(nèi)表面積大大增加，該漏汽通道的阻力大了很多，內(nèi)漏流量大幅度降低，機組效率顯著提高。蜂窩氣封因直徑較大，通常分成幾個弧段制造，在每個弧段的汽封體內(nèi)圓弧面布置(通常是釬焊)多條不同高度的蜂窩帶，蜂窩帶為厚度0.050.lmm的高溫合金板材壓制成梯形波紋帶，再組合點焊而成，其蜂格是高度為0.83mm的正六邊形，蜂窩帶的內(nèi)圓弧面即加工面，通過對該面加工，使漏汽間隙符合設(shè)計要求。由于該加工面極其柔軟，無法用車削等切削方法加工，只能用電腐蝕的原理加工蜂窩面(非接觸加工)，即電火花加工。目前，上述蜂窩氣封是按常規(guī)型腔電火花加工工藝進行的，即將工具電極的工作面也設(shè)計成圓弧面，與蜂窩帶內(nèi)圓弧面的設(shè)計形狀、尺寸、曲率完全一致，加工時，電極從蜂窩帶內(nèi)圓弧面的法向進給，對該面進行電腐蝕，電極進給的同時，也作往復(fù)運動排屑，直到蜂窩帶的高度(即漏汽間隙)符合要求。其缺點是1.電極進給量無法做到精密控制，完全依賴操作人員的經(jīng)驗，對操作人員的技能要求很高，即使是同一人員，也不可能做到每次操作完全一致，故蜂窩帶高度尺寸精度低；且由于蜂窩氣封分成幾個弧段分別制造，各弧段蜂窩帶的高度總會有誤差，所有弧段組合成圈后，各弧段蜂窩帶的高度參差不齊，整圈蜂窩帶呈齒圈狀。2.由于蜂窩氣封通常分成6-8個弧段，分段加工耗時多，效率低，周期長。3.工具電極的幾何尺寸大，用料多，成本高。4.工具電極是異形，加工難度大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，是提供一種電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，用該方法加工汽輪機蜂窩氣封，加工精度高，并可使蜂窩帶被加工面輪廓為正圓；可將氣封組裝成圈后，一次性加工好漏汽間隙，效率高；工具電極的幾何尺寸小，用料少，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，成本低。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，制造一個工具電極，該工具電極工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶內(nèi)圓弧面的型線一致；將蜂窩氣封側(cè)放于電火花機床工作臺上，找正對中后固定；將工具電極安裝在電火花機床主軸上，工具電極工作面對應(yīng)蜂窩帶內(nèi)圓弧面，調(diào)整好放電間隙，啟動機床，使工具電極沿蜂窩帶內(nèi)圓弧面周向進給，對該蜂窩帶內(nèi)圓弧面進行電腐蝕，在工具電極周向進給的同時，也作徑向往復(fù)運動排屑。所述工具電極是階梯軸結(jié)構(gòu)，各階梯的周面是電極工作面，工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶內(nèi)圓弧面的型線一致；進一步地，該階梯軸工具電極還可以是旋轉(zhuǎn)電極。所述蜂窩氣封是一個弧段，工具電極的運動軌跡是與該弧段對應(yīng)的一條漸開線段，其漸開度與工具電極的損耗率相適配，使加工后的蜂窩帶內(nèi)圓弧面仍然是圓弧面。所述蜂窩氣封是整圈，工具電極的運動軌跡是一條漸開線，其漸開度與工具電極的損耗率相適配，使加工后的蜂窩帶內(nèi)圓弧面輪廓型線是一個正圓。所述電火花機床是數(shù)控機床，其控制系統(tǒng)裝有工具電極運動軌跡控制程序。本發(fā)明的有益技術(shù)效果與傳統(tǒng)電火花工藝相比，本方法加工的尺寸、形位精度高，效率高；自動化程度高，加工過程完全由數(shù)控程序控制，對工人的技能沒有特殊要求；工具電極的幾何尺寸小，用料少，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，成本低；電極損耗小。見下表1。表l傳統(tǒng)電火花加工與數(shù)控電火花加工比較<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1是本發(fā)明的一種加工方式示意圖；圖2是圖1的B向視圖。圖中代號表示l-工具電級，2-蜂窩帶，3-氣封體。具體實施例方式本發(fā)明的關(guān)鍵在于，改變工具電極相對于工件加工面法向進給的傳統(tǒng)電火花加工方式，沿工件加工面周向進給，并且運用電極磨損在線不間斷補償這一新的方法。這一思路是本申請的創(chuàng)新點，由此可解決傳統(tǒng)電火花加工工藝存在的許多問題。首先，工具電極沿工件加工面周向進給，可以大大簡化工具電極結(jié)構(gòu)，易于加工；并可大幅度縮小其幾何尺寸，降低材料消耗和成本。參見圖2，本發(fā)明使用的工具電極1是階梯軸結(jié)構(gòu)，它的輪廓線與加工面的理論輪廓線相同，各階梯的周面是電極工作面。顯然這種電極的結(jié)構(gòu)非常簡單，容易加工，幾何尺寸也小，用料省，成本必然低。第二，參見圖1:電極l沿工件加工面周向進給，即相當于一把成形的銑刀，對工件加工面進行銑削一樣。由機床X、Y軸控制電極的運動軌跡，精度很高，故加工精度也很高。第三，考慮到電極1工作過程中會有損耗，致使加工精度降低，若電極運動軌跡仍為弧線，則工件加工面輪廓線將成為漸收螺旋面，尤其是整圈汽封加工時，時間較長，電極損耗大。故采用圓弧插補法，根據(jù)電極磨損給予在線不間斷補償，修正電極運動軌跡，使其成漸開螺旋線，其漸開度(螺旋角)可根據(jù)電極損耗率計算出來，這樣，可保證工件加工面為圓弧面。第四，為減小電極1的損耗，延長其使用壽命，可設(shè)計成旋轉(zhuǎn)電極，由機床旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動其作旋轉(zhuǎn)運動。本方法的具體步驟是1.準備步驟，包括-首先將氣封體3的兩端面A1、A2進行銑、磨加工，達到圖紙弧段寬度尺寸要求及粗糙度要求，且E匿加工時以Al面定位，保證蜂窩帶加工面與端面Al垂直；-制造好工具電極l，該工具電極1工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶2內(nèi)圓弧面的輪廓型線一致；-編好數(shù)控加工程序，存入機床控制系統(tǒng)；2.將蜂窩氣封置于電火花機床永磁工作臺上，找正同中后固定；3.將工具電極1安裝在電火花機床主軸上，工具電極工作面對應(yīng)蜂窩帶2內(nèi)圓弧面，二者呈凹凸嵌入式配合關(guān)系，調(diào)整好放電間隙，向冷卻箱內(nèi)充入冷卻液，將電極淹沒；4.啟動機床，由機床的X、Y軸控制電極沿蜂窩帶內(nèi)圓弧面周向進給運動，對蜂窩帶內(nèi)圓弧面進行電腐蝕，并對運動軌跡進行插值補償，其補償量根據(jù)電流、加工材料、不同的路徑長度等參數(shù)變化而變化，與加工電流、工件材料的導(dǎo)電率成正比，與加工面積、加工路徑成反比。在工具電極周向進給的同時，也作徑向往復(fù)運動排屑。在上述步驟2中，蜂窩氣封可以是一個弧段，也可以是整圈汽封。在上述步驟3中，工具電極可以是旋轉(zhuǎn)電極，也可以是非旋轉(zhuǎn)電極。當采用旋轉(zhuǎn)電極時，步驟4為啟動機床，由機床的X、Y軸控制電極沿蜂窩帶內(nèi)圓弧面周向進給運動，并對運動軌跡進行插值補償，由機床旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動電極旋轉(zhuǎn)，對蜂窩帶內(nèi)圓弧面進行電腐蝕，在工具電極周向進給的同時，也作徑向往復(fù)運動排屑。權(quán)利要求一種電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，制造一個工具電極，該工具電極工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶內(nèi)圓弧面的型線一致；將蜂窩氣封側(cè)放于電火花機床工作臺上，找正對中后固定；將工具電極安裝在電火花機床主軸上，工具電極工作面對應(yīng)蜂窩帶內(nèi)圓弧面，調(diào)整好放電間隙，啟動機床，使工具電極沿蜂窩帶內(nèi)圓弧面周向進給，對該蜂窩帶內(nèi)圓弧面進行電腐蝕，在工具電極周向進給的同時，也作徑向往復(fù)運動排屑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，其特征在于所述工具電極是階梯軸結(jié)構(gòu)，各階梯的周面是電極工作面，工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶內(nèi)圓弧面的型線一致。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，其特征在于所述工具電極是旋轉(zhuǎn)電極。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，其特征在于所述蜂窩氣封是一個弧段，工具電極的運動軌跡是與該弧段對應(yīng)的一條漸開線段，其漸開度與工具電極的損耗率相適配，使加工后的蜂窩帶內(nèi)圓弧面是圓弧面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，其特征在于所述蜂窩氣封是整圈，工具電極的運動軌跡是一條漸開線，其漸開度與工具電極的損耗率相適配，使加工后的蜂窩帶內(nèi)圓弧面輪廓型線是一個正圓。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花加工汽輪機蜂窩氣封的方法，其特征在于所述電火花機床是數(shù)控機床，其控制系統(tǒng)裝有工具電極運動軌跡控制程序。全文摘要本發(fā)明涉及用電火花加工汽(含燃氣)輪機蜂窩氣封的方法，制造一個工具電極，該工具電極工作面的輪廓型線與蜂窩氣封蜂窩帶內(nèi)圓弧面的截面型線一致；將蜂窩氣封側(cè)放于電火花機床工作臺上，找正對中后固定；將工具電極安裝在電火花機床主軸上，工具電極工作面對應(yīng)蜂窩帶內(nèi)圓弧面，調(diào)整好放電間隙，啟動機床，使工具電極沿蜂窩帶內(nèi)圓弧面周向進給，對該蜂窩帶內(nèi)圓弧面進行電腐蝕加工，在工具電極周向進給的同時，也作徑向往復(fù)運動排屑。用該方法加工汽輪機蜂窩氣封，加工精度高，并可使蜂窩帶被加工面輪廓為正圓；可將氣封組裝成圈后，一次性加工好漏汽間隙，效率高；工具電極的幾何尺寸小，用料少，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，成本低。文檔編號B23H1/00GK101716698SQ200910216469公開日2010年6月2日申請日期2009年11月26日優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日發(fā)明者宋冬梅,尹軍,黃嵐申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司