[发明专利]主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置及方法。主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置，包括用于固定零件和构成对零件电解加工的封闭内腔电解环境的外壳体以及处于外壳体中轴线上并贯穿外壳体用于构成外壳体内腔中轴固定支撑的旋转驱动机构，外壳体上设有用于对外壳体内腔中的零件进行电解加工的加工阳极和加工阴极，外壳体处于零件异型孔的型孔入口、零件异型孔的型孔出口、零件的非加工侧壁中的至少一处位置设有用于零件电解加工过程中通过低压可控电场梳理杂散电场以抑制杂散腐蚀的杂散腐蚀抑制单元。能够显著改善电解加工产生的杂散腐蚀这一弊端，对于推动电解加工在航空发动机领域的应用具有很大意义。

技术领域

本发明涉及航空发动机零件电解加工技术领域，特别地，涉及一种主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置。此外，本发明还涉及一种包括上述主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置的主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工方法。

背景技术

电解加工是利用金属电化学阳极溶解的原理来实现工件加工成型的一种特种加工方法，相对于其他加工方法，电解加工具有以下特点：1、理论上工具阴极无损耗，可以无限次应用；2、加工效率高；3、加工表面质量好；4、加工范围广，与材料硬度无关，只要是导电材料都可以用电解加工。

但是杂散腐蚀等工艺缺陷限制了电解工艺的进一步发展。杂散腐蚀是已加工部位或不需要加工部位出现了材料的腐蚀，比如电解加工异形孔时，在型孔的入口处、出口处以及侧壁经常会出现杂散腐蚀，导致入口处和出口处型孔的截面形状发生改变，严重影响了型孔的形状精度，并且侧壁被腐蚀，导致零件报废。

发明内容

本发明提供了一种主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置及方法，以解决现有航空发动机零件电解加工过程中，容易导致零件的型孔入口、出口及零件侧壁受到杂散腐蚀而导致形状改变的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种主动抑制杂散腐蚀的异型孔电解加工装置，包括用于固定零件和构成对零件电解加工的封闭内腔电解环境的外壳体以及处于外壳体中轴线上并贯穿外壳体用于构成外壳体内腔中轴固定支撑的旋转驱动机构，外壳体上设有用于对外壳体内腔中的零件进行电解加工的加工阳极和加工阴极，外壳体处于零件异型孔的型孔入口、零件异型孔的型孔出口、零件的非加工侧壁中的至少一处位置设有用于零件电解加工过程中通过低压可控电场梳理杂散电场以抑制杂散腐蚀的杂散腐蚀抑制单元。

进一步地，杂散腐蚀抑制单元包括辅助低压直流电源，采用钛合金板与辅助低压直流电源的阳极电连接作为辅助阳极，采用零件与辅助低压直流电源的阴极电连接作为辅助阴极；钛合金板与零件之间留有间距，间距为0.8mm～1.2mm。

进一步地，钛合金板采用TC4钛合金，厚度为3mm～5mm；辅助低压直流电源的电压为2V～4V。

进一步地，辅助阳极包括通过阳极紧固件连接固定在钛合金板上的阳极导电螺柱、连接在阳极导电螺柱上的阳极接线柱以及用于将阳极接线柱电连接至辅助低压直流电源的阳极的阳极导电线；阳极导电螺柱与阳极接线柱直接连接，或者阳极导电螺柱与阳极接线柱之间通过导电板连接。

进一步地，辅助阳极包括固定在外壳体上并朝向钛合金板布设的阳极导电柱、连接在阳极导电柱上的阳极接线柱以及用于将阳极接线柱电连接至辅助低压直流电源的阳极的阳极导电线；阳极导电柱与外壳体之间设有用于迫使阳极导电柱脱离钛合金板的阳极压紧弹簧以及用于克服阳极压紧弹簧的弹性力以控制阳极导电柱与钛合金板接触的阳极压紧螺母。

进一步地，辅助阴极包括固定在外壳体上并朝向零件布设的阴极导电柱、连接在阴极导电柱上的阴极接线柱以及用于将阴极接线柱电连接至辅助低压直流电源的阴极的阴极导电线；阴极导电柱与外壳体之间设有用于迫使阴极导电柱脱离零件的阴极压紧弹簧以及用于克服阴极压紧弹簧的弹性力以控制阴极导电柱与零件接触的阴极压紧螺母。