[发明专利]一种涡流器双面阵列叶片一体成形电解加工工具及方法

说明书

本发明涉及航空发动机涡流器双面阵列叶片加工技术领域，尤其涉及一种涡流器双面阵列叶片一体成形电解加工工具及方法，通过左右两侧工具阴极随机床主轴同时向待加工零件方向持续进给，使其双面阵列叶片同时加工完成；加工工具：包括阴极夹持块、工具阴极、密封装置及支撑座装置；支撑座左右两侧均设多个电解液输入通道，其中电解液输入通道的液体通过所述密封装置挡流腔，将电解液进行整合后流入加工区域，随后通过工具阴极内置塑料绝缘装置汇合后流向阴极夹持块内设的汇流区域，最终流出电解液输出通道。本发明通过双面多特征一体成形电解加工技术，能够提高加工效率及加工精度；采用反流式流场设计的电解液流通通道，可有效改善流场均匀性。

技术领域

本发明涉及航空发动机涡流器双面阵列叶片加工技术领域，尤其涉及一种涡流器双面阵列叶片一体成形电解加工工具及方法。

背景技术

新一代先进航空发动机多采用叶片与轮盘融为一体的整体构件，如涡流器、整流器等，相比于传统装配结构，节省了大量零组件装配工序，使得结构简化、重量减轻，大幅提高了发动机的推重比，但同时也给制造技术带来了新的挑战。涡流器是航空发动机燃烧室中最重要部件之一，其轮盘双面分别均匀分布多个薄壁叶片，且叶盆叶背与前后缘曲率半径差异大，叶片通道狭窄，双面叶片交错排布，零件整体刚性弱，由锻件毛坯到最终状态材料去除率大，加工过程易变形，给制造带来挑战。

目前可行的加工方法有三种：数控铣削、电火花加工和电解加工。数控铣削加工对于镍基高温合金这种难切削材料而言，切削用量较小，在加工狭窄通道叶片时，采用的是小直径刀具，导致加工吃刀量更小，因此加工耗时更长、刀具成本更高，且该构件为典型的薄壁零件，在加工过程中薄壁叶片容易发生变形，而变形控制一直是铣削工艺的难点。数控电火花成形工艺电极损耗大、加工速度慢且工件表面的再铸层、微裂纹残留问题依然是需要攻克的难点。

相比数控铣削和电火花加工，电解加工技术具有独特的优势，该工艺基于电化学阳极溶解原理去除多余材料，加工过程中工件阳极与工具阴极之间无接触，具有工具阴极无损耗、无宏观切削力、不受工件材料物理及化学性能限制、加工精度高、表面质量好及加工效率高等突出工艺优势，是涡流器双面阵列叶片的理想加工工艺。套料电解加工是电解加工技术的一种典型应用，该技术能够使叶盆叶背与前后缘一体加工成形，但同时轮盘表面会产生接刀痕；且流场形式多采用扩散流，电解液流速及压力在进、出口处变化较大，导致加工稳定性及加工精度较差。因此，针对涡流器双面阵列叶片特征，结合电解加工原理探索一种新的电解加工方法及设计相应的工具，有望改善电解加工流场均匀性，提高加工稳定性和加工精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡流器双面阵列叶片一体成形电解加工工具及方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种涡流器双面阵列叶片一体成形电解加工工具，包括：环形支撑座和待加工毛坯，所述环形支撑座连接机床电源正极，所述待加工毛坯可拆卸式固定连接在环形支撑座内置遮挡圈上，所述环形支撑座左右两侧沿径向分别均匀开设有若干个电解液输入通道，所述环形支撑座左右两侧对称设置有两个密封装置，两个密封装置内壁分别轴向滑动连接有第一阴极组件和第二阴极组件，所述第一阴极组件和第二阴极组件相向或相背运动，所述第一阴极组件和第二阴极组件均连接机床电源负极，所述第一阴极组件和第二阴极组件的工作端分别与待加工毛坯左右两侧的加工平面间隙配合，所述第一阴极组件和第二阴极组件上分别设置有与涡流器双面阵列叶片相配合的第一阴极加工刃和第二阴极加工刃，所述第一阴极组件和第二阴极组件上还分别开设有若干个电解液输出通道，电解液通过左右两侧的若干个电解液输入通道进入第一阴极组件和第二阴极组件相向一侧与待加工毛坯之间的间隙并通过第一阴极加工刃和第二阴极加工刃由左右两侧的若干个电解液输出通道流出。

进一步的，还包括第一密封圈，所述第一密封圈设置有两个，两个第一密封圈分别设置在环形支撑座与左右两侧的两个密封装置之间。