一種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，該裝置包括五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床，安裝在五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床上的葉片加工的成形陰極，與五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床相連的智能脈沖電源和控制系統(tǒng)，與葉片加工的成形陰極相連的電解液輸送裝置。本實(shí)用新型提供的電解精加工成形裝置設(shè)計(jì)合理，加工效率高，尤其是加工精度高，能很好的實(shí)現(xiàn)自由曲面整體葉盤葉片精加工，能滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤葉片加工精度要求。
【專利說明】—種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)自由曲面整體葉盤葉片電解精加工的成型裝置，屬于電解加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用整體葉盤是世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢，為了擴(kuò)大整體葉盤在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用首先要解決整體葉盤的制造難題。目前我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)用的整體葉盤數(shù)量較少，不能廣泛使用的主要原因在于整體葉盤的制造技術(shù)仍然沒有解決。航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤制造難點(diǎn)在于葉片的復(fù)雜型面、較高的加工精度和表面質(zhì)量要求，極高的葉片加工一致性，葉片加工變形以及采用的材料。整體葉盤葉片表面多為自由曲面、加工精度通常要求在±0.05?0.1mm之間，表面粗糙度一般要求為Ra0.3?0.5 μ m，葉片最薄處約為I?2_，有些葉片甚至更薄，材料多為高溫合金或鈦合金。在加工形狀上若是加工平面、圓柱面等表面達(dá)到這樣的加工精度比較容易實(shí)現(xiàn)，但在加工自由曲面上要達(dá)到這樣的加工要求比較困難。在加工材料方面即使采用普通的切削加工方法加工高溫合金或鈦合金材料也比較困難，對于高溫合金或鈦合金制造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)自由曲面整體葉盤，由于加工中刀具運(yùn)動(dòng)空間受到了限制要使葉片達(dá)到這樣的加工精度就更加困難，因此航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤加工在全世界范圍內(nèi)都是一個(gè)難題。
[0003]整體葉盤葉片電解加工技術(shù)在國內(nèi)外進(jìn)行了多年實(shí)踐，從應(yīng)用情況來看，在加工精度與加工范圍上仍然存在諸多不足之處。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤的葉片形狀多為自由曲面,過去采用的電解加工工藝在加工精度、表面質(zhì)量上難以達(dá)到加工要求,就需要對整體葉盤電解加工工藝作進(jìn)一步研究。目前單個(gè)獨(dú)立葉片的加工主要采用拷貝式電解成形加工工藝，而整體葉盤葉片的加工主要采用數(shù)控展成電解加工成形工藝，但在加工自由曲面或扭曲度大的葉片時(shí)加工精度不高，現(xiàn)在這種方法主要用于直紋面整體葉盤葉片加工。為了提高整體葉盤葉片電解加工精度，過去也嘗試采用數(shù)控電解磨削復(fù)合加工工藝、振動(dòng)與脈沖電源加工等方法，在一定程度上提高了葉片加工精度，但仍然達(dá)不到葉片精度要求。
[0004]因此，在自由曲面整體葉盤葉片電解加工方法上，需要對電解加工工藝及裝置進(jìn)行研究與開發(fā)，進(jìn)一步提高自由曲面葉片型面的加工精度，解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤的加工難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、可操作性強(qiáng)，加工效率高，尤其是加工精度高，能很好的實(shí)現(xiàn)自由曲面整體葉盤葉片精加工，能滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤葉片加工精度要求的自由曲面整體葉盤葉片電解精加工的成型裝置。
[0006]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，它包括五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床，安裝在五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床上的葉片加工的成形陰極，與五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床相連的智能脈沖電源和控制系統(tǒng)，與葉片加工的成形陰極相連的電解液輸送裝置；
[0008]所述的五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床包括機(jī)床床身，安裝在機(jī)床床身上的Y軸滑臺，安裝在Y軸滑臺上的Y軸，安裝在Y軸滑臺上部的X軸滑臺，安裝在X軸滑臺上的X軸，安裝在X軸滑臺上部的整體葉盤，安裝在整體葉盤上的回轉(zhuǎn)工作臺，安裝在回轉(zhuǎn)工作臺內(nèi)的C軸，安裝在機(jī)床床身上的機(jī)床立柱，安裝在機(jī)床立柱上的Z軸，所述的Z軸上安裝有Z軸立柱，Z軸立柱的另一端上安裝有A軸，所述的A軸一端安裝有葉片電解精加工成形陰極，所述的X、Y、Z軸為直線軸，A軸2與C軸6為回轉(zhuǎn)軸，其中任意四軸可聯(lián)動(dòng)。
[0009]所述的葉片電解精加工成形陰極為一種半開式結(jié)構(gòu)的成形陰極，它包括連接桿，與連接桿相連的積液腔蓋和積液腔體，所述的積液腔體的一端上安裝有前導(dǎo)流板，上蓋板，下蓋板，安裝在上蓋板下方的補(bǔ)液板，安裝在上蓋板和下蓋板之間的成形電極，所述的積液腔體前端開設(shè)有主進(jìn)液引流縫和補(bǔ)液引流縫；
[0010]其中電解液從電解液輸送裝置通過連接桿輸入到積液腔進(jìn)行存儲，在積液腔前端開設(shè)兩條引流縫，一條為主進(jìn)液引流縫、另一條為補(bǔ)液引流縫，作為優(yōu)選方案，主進(jìn)液引流縫和補(bǔ)液引流縫的寬度為0.8?1mm，其形狀為陰極外緣輪廓切線與積液腔體前表面的交線，電解液主要通過主導(dǎo)流縫進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)，它由前導(dǎo)流板、上蓋板、下蓋板組成，導(dǎo)流區(qū)的寬度與導(dǎo)流縫相同，電解液經(jīng)過導(dǎo)流區(qū)進(jìn)入由成形部件、上蓋板、下蓋板以及加工表面圍成的加工間隙中；另一部分電解液通過補(bǔ)液引流縫進(jìn)入開設(shè)在補(bǔ)液板中的補(bǔ)液腔，從上部對加工間隙進(jìn)行補(bǔ)液，它與主電解液一起形成一個(gè)穩(wěn)定加工流場。作為優(yōu)選方案，電解液進(jìn)入積液腔的進(jìn)口壓力大于0.7MPa，加工區(qū)域的電解液流速大于15m/s。
[0011]所述的控制系統(tǒng)包括控制柜，安裝在控制柜內(nèi)的五軸數(shù)控系統(tǒng)和一體化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述的一體化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝有電解加工控制軟件；
[0012]所述的智能脈沖電源包括脈沖電源和電源控制器。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，所述的電解加工控制軟件包括整體葉盤葉片電解加工自動(dòng)控制軟件與電解加工仿真軟件；其中整體葉盤葉片電解加工自動(dòng)控制軟件包括主控制系統(tǒng)和由運(yùn)動(dòng)控制、加工電流檢測與控制、電解液溫度與壓力檢測與控制組成的子系統(tǒng)。其中電解加工仿真軟件用于產(chǎn)生成形陰極的進(jìn)入葉間通道的運(yùn)動(dòng)路徑。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型提供的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置及其加工成型方法和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本實(shí)用新型提供的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工精度高，很好的實(shí)現(xiàn)自由曲面整體葉盤葉片精加工，能滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤葉片加工精度要求。
[0016]2、本實(shí)用新型采用半開式電解成形陰極加工裝置，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在成形陰極加工裝置中對葉片流場的流動(dòng)性能進(jìn)行了引導(dǎo)與控制，使電解液以一定的流速引入到加工間隙，又可滿足成形陰極與葉片之間相對運(yùn)動(dòng)需要，使復(fù)雜葉片的電解成形加工得以實(shí)現(xiàn)。
[0017]在成形陰極的成型面設(shè)計(jì)中，根據(jù)葉片型面對成形陰極上的對應(yīng)的成形面，通過大量實(shí)驗(yàn)完善，可減小成形陰極型面對葉片表面加工精度的影響，提高葉片的加工精度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型提供的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置中的葉片加工成形陰極的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型提供的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置中的葉片加工成形陰極的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0022]實(shí)施例1
[0023]如圖1至圖3所示，一種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，它包括五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床，安裝在五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床上的葉片加工的成形陰極，與五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床相連的智能脈沖電源和控制系統(tǒng)，與葉片加工的成形陰極相連的電解液輸送裝置；
[0024]所述的五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床包括機(jī)床床身(I)，安裝在機(jī)床床身(I)上的Y軸滑臺(2)，安裝在Y軸滑臺(2)上的Y軸，安裝在Y軸滑臺(2)上部的X軸滑臺(3)，安裝在X軸滑臺(3)上的X軸，安裝在X軸滑臺(3)上部的整體葉盤(4)，安裝在整體葉盤(4)上的回轉(zhuǎn)工作臺(5)，安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(5)內(nèi)的C軸(6)，安裝在機(jī)床床身(I)上的機(jī)床立柱(7)，安裝在機(jī)床立柱(7)上的Z軸，所述的Z軸上安裝有Z軸立柱(8)，Z軸立柱(8)的另一端上安裝有A軸(9)，所述的A軸(9) 一端安裝有葉片電解精加工成形陰極(10)，所述的X、Y、Z軸為直線軸，A軸(9)與C軸(6)為回轉(zhuǎn)軸，其中任意四軸可聯(lián)動(dòng)；
[0025]所述的葉片電解精加工成形陰極(10)為一種半開式結(jié)構(gòu)的成形陰極，它包括連接桿(11)，與連接桿(11)相連的積液腔蓋(12)和積液腔體(13)，所述的積液腔體(13)的一端上安裝有前導(dǎo)流板(14 ),上蓋板(15 )，下蓋板(16 )，安裝在上蓋板(15 )下方的補(bǔ)液板
(17)，安裝在上蓋板(15)和下蓋板(16)之間的成形電極(18)，所述的積液腔體(13)前端開設(shè)有主進(jìn)液引流縫(19)和補(bǔ)液引流縫(20)；
[0026]所述的控制系統(tǒng)包括控制柜(21)，安裝在控制柜(21)內(nèi)的五軸數(shù)控系統(tǒng)(22)和一體化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(23)，所述的一體化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(23)上安裝有電解加工控制軟件；
[0027]所述的智能脈沖電源包括脈沖電源(24)和電源控制器(25)。
[0028]以上所述的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，所述的主進(jìn)液引流縫(19)和補(bǔ)液引流縫(20)的寬度為0.8?1mm。
[0029]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，其特征在于，它包括五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床，安裝在五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床上的葉片加工的成形陰極，與五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床相連的智能脈沖電源，與葉片加工的成形陰極相連的電解液輸送裝置(26)； 所述的五軸四聯(lián)動(dòng)電解加工機(jī)床包括機(jī)床床身(I)，安裝在機(jī)床床身(I)上的Y軸滑臺(2)，安裝在Y軸滑臺(2)上的Y軸，安裝在Y軸滑臺(2)上部的X軸滑臺(3)，安裝在X軸滑臺(3)上的X軸，安裝在X軸滑臺(3)上部的整體葉盤(4)，安裝在整體葉盤(4)上的回轉(zhuǎn)工作臺(5)，安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(5)內(nèi)的C軸(6)，安裝在機(jī)床床身(I)上的機(jī)床立柱(7)，安裝在機(jī)床立柱(7)上的Z軸，所述的Z軸上安裝有Z軸立柱(8)，Z軸立柱(8)的另一端上安裝有A軸(9)，所述的A軸(9) 一端安裝有葉片電解精加工成形陰極(10)，所述的X、Y、Z軸為直線軸，A軸(9)與C軸(6)為回轉(zhuǎn)軸，其中任意四軸可聯(lián)動(dòng)； 所述的葉片電解精加工成形陰極(10)為一種半開式結(jié)構(gòu)的成形陰極，它包括連接桿(11)，與連接桿(11)相連的積液腔蓋(12)和積液腔體(13)，所述的積液腔體(13)的一端上安裝有前導(dǎo)流板(14 ),上蓋板(15 )，下蓋板(16 )，安裝在上蓋板(15 )下方的補(bǔ)液板(17 )，安裝在上蓋板(15)和下蓋板(16)之間的成形電極(18)，所述的積液腔體(13)前端開設(shè)有主進(jìn)液引流縫(19)和補(bǔ)液引流縫(20)； 所述的智能脈沖電源包括脈沖電源(24)和電源控制器(25)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體葉盤葉片電解精加工成形裝置，其特征在于，所述的主進(jìn)液引流縫(19)和補(bǔ)液引流縫(20)的寬度為0.8?1_。
【文檔編號】B23H9/00GK203696169SQ201320741451
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】王福元, 徐家文, 趙建社 申請人:鹽城工學(xué)院