[发明专利]一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床

说明书

本发明公开一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床，包括机床基座，两个可偏摆角度的直线进给主轴以及可前后和上下运动的AC轴双回转工作台四部分。其中，可偏摆角度的直线进给主轴以机床底座中轴线为基准左右对称安装，可前后和上下运动的AC轴双回转工作台以机床底座中轴线为基准居中安装在底座的龙门支架上。加工时，调整进给主轴的偏摆角，使左右两个进给主轴轴线重合，可实现叶片/叶盘的叶盆、叶背工具相互面向进给加工型面需求；此外，调整进给主轴的偏摆角，使左右两个进给主轴轴线呈特定的角度，并移动龙门式AC轴双回转工作台，使C轴中心位于进给主轴轴线交点的上方，可实现切向进给叶片前缘和后缘精确修型加工的需求。

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，特别是涉及一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床。

背景技术

随着航空工业的不断进步与发展，新型飞行器性能的不断提升，对航空发动机的要求也越来越高。在航空发动机中，叶片、整体叶盘是发动机中最为关键和重要的零部件，其性能直接决定了航空发动机的性能。然而航空发动机叶片、整体叶盘结构复杂，叶型超薄、扭曲、前后缘尖锐、叶栅通道狭窄且通常采用镍基高温合金、钛合金等难切削材料，机械加工非常困难。采用机械铣削加工叶片和整体叶盘时，会出现工件变形严重，切削热高、刀具磨损快、表面易出现微裂纹等问题，加工精度和加工效率均难以控制。

电解加工是一种基于电化学反应阳极溶解原理去除材料的特种加工方法。在加工中工具接电源负极，工件接电源正极，工具阴极和工件阳极之间留有一定的间隙，高速流动的电解液从工具阴极和工件阳极之间流过，在电化学反应的作用下工件阳极金属不断溶解，随着工具阴极的持续进给，工件阳极的形状逐步接近工具阴极形状的镜像，直至加工完成。该加工方法具有加工无切削力、无工具损耗、加工效率高、表面质量好、加工与材料的力学性能无关等诸多优点，已成为航空发动机叶片、整体叶盘倍受青睐的主流加工方法之一。

目前，现有的叶片、整体叶盘电解加工装置，均是使叶片的叶盆和叶背工具阴极相互面向正对进给，或者相互呈固定角度的面向进给，同时加工叶片的叶盆、叶背型面，以及叶片的前缘、后缘型面。如专利CN200610040556.9提到一种三头柔性进给叶片电解加工方法，通过对阴极向工件运动以及工件平动即可同时加工出叶片、进排气边以及缘板结构，专利CN201410457247.6提到一种复杂型面数控高效电解加工机床，通过将工件与工具按一定角度摆放即可加工出高精度的叶栅通道，专利CN201310590896.9提到一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置及其整体叶盘叶片加工成形方法，通过一定的进给路径将电极伸入叶间通道后再按叶盘叶片最优进给角进给即可加工出叶盘上的叶片结构。专利US20060993178提到了一种双缘板叶片电解加工方法装置，该方法中将叶片按一定角度摆放，在对阴极上分别增加两个活动块，在加工时两活动块也沿阴极侧壁进给，加工完成时刚好也进给到前端面，从而加工出带缘板结构的叶片型面。德国埃马克的振动电解加工机床通过振动的施加减小加工间隙提高了叶身型面的加工精度。上述装置加工叶片时，可以较好的保证叶片叶盆、叶背型面的成型精度。但是，由于叶片前缘和后缘位于工具叶盆工具阴极和叶背工具阴极的分型开口处，该区域的电场和流场均为开口场，电场和流场突变严重，精度几乎无法保证。叶片的前缘和后缘是叶片上最为重要的功能结构，具有使气流分离和汇合的作用，其质量将直接影响叶片功能，甚至直接影响航空发动机的性能。因此，为了提升航空发动机叶片、整体叶盘前后缘加工精度，对叶片叶盘电解加工机床开展创新设计，使机床在加工叶盆、叶背型面后能够对前缘和后缘进行精确修型，进一步提升叶片前缘和后缘的成型精度，就显得尤为重要和迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种双进给轴可偏摆角度的整体叶盘叶片电解加工机床，以解决上述现有技术存在的问题，该机床可以在叶片和整体叶盘的叶盆、叶背型面加工结束后，采用叶片前缘和后缘专门的工具阴极，沿着叶片截面中弧线在前缘和后缘处的切线方向，分别对叶片的前缘和后缘进行精加工，从而在保证叶片叶盆、叶背型面加工精度基础上，显著提升叶片前缘和后缘的加工精度。