[发明专利]涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法及其专用装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械结构件的电化学加工方法及装置技术领域，特别提供了一种涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法及其专用装置。

背景技术

涡轮盘是航空发动机的重要零件，其与上面安装的涡轮叶片构成涡轮转子，是涡轮发动机将热能转化为机械能的做功部件。涡轮盘工作环境极其恶劣，承受着高温高压燃气的冲击、以及叶片和自身的离心力、冷热交替变化、应力循环、震动疲劳等，因此，对涡轮盘的加工要求高质量、高可靠性、抗疲劳。涡轮盘主要由盘体和分布在盘轮缘一周的数十个枞树形榫槽组成，结构复杂，加工难度大，其榫槽的加工质量直接影响涡轮盘的抗疲劳性能和使用寿命。涡轮盘榫槽一般均采用拉削或铣削加工方法，加工后槽边存在毛刺、尖边，采用人工用锉刀、砂纸、纱布等逐个榫槽进行手工打磨、抛光等落后方式，加工效率低，成本高，质量不稳定，不适于批量生产。电化学去毛刺加工方法是涡轮盘榫槽去毛刺光整加工的有效途径。

电化学加工的原理是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解而去除材料，将零件加工成型的工艺过程。电化学加工是一种无加工应力、无热影响区的电化学加工方法，广泛应用于机匣、叶片等零件型面加工。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法及其专用装置。

发明内容

本发明目的是提供一种技术效果优良的涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法及其专用装置。本发明目的在于替代传统加工方法，解决涡轮盘榫槽棱边去毛刺和抛光倒圆加工效率低、成本高、质量不稳定的难题，为有效降低人工劳动强度，改善劳动环境，提供一种电化学加工去毛刺技术的工艺方法和装置。

本发明提供了一种涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法，其特征在于：具体加工步骤依次如下：

①将被加工的涡轮盘10零件定位装夹在夹具上，要求涡轮盘10的榫槽对正固定式阴极4，按照工艺要求调整涡轮盘10的榫槽棱边与固定式阴极4之间的间隙；

②将涡轮盘10连接电源12的正极，固定式阴极4连接电源12的负极。

③在涡轮盘10榫槽与固定式阴极4之间通入流动的电解液，并接通电源，开始去毛刺电化学加工，控制对应的加工时间；。

④关闭电源，将涡轮盘10翻转，重复上述步骤加工另一面；

⑤加工过程中工艺参数范围满足下述要求：加工电压U：10~20V；加工电流I：20~100A；电解液成分：NaNO₃+H₂O；电解液浓度：5%~10％；电解液压力P：0.2~0.3MPa；电解液温度T：30~35℃；加工间隙Δ：0.05~0.5mm；加工时间t：1~2min。

所述涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法，其特征在于：用于定位装夹被加工的涡轮盘10的夹具具体为涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工专用装置的一部分，涡涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工专用装置的具体构成如下：

底板1、定位心轴2、调整垫圈3、固定式阴极4、电解液供液管5、支撑环6、封严环7、螺母8、导电压盖9、工作箱及底座11、电源12、电解液槽13、电解液14、出液管16；

其中：作为被加工件的涡轮盘10固定在支撑环6内侧且布置在定位心轴2上；支撑环6下方布置有底板1，支撑环6外部固定设置有供液管5，供液管5上设置有多个供液出口分别对应着涡轮盘10的各个榫槽，供液出口的设置数量与涡轮盘10的榫槽数量相同；涡轮盘10下方布置有固定式阴极4，其二者之间的间隙即为加工间隙Δ；涡轮盘10上方布置有封严环7，封严环7分别与支撑环6内侧壁和涡轮盘10的榫槽上方出口紧密配合构成封严结构；

上述的组装后的由底板1、定位心轴2、固定式阴极4、电解液供液管5、支撑环6、封严环7、涡轮盘10共同构成的整体都布置在工作箱及底座11内腔中的工作平台上；

工作箱及底座11下部设置有连接电解液槽13的出液管16；

电源12布置在工作箱及底座11的外部，电源12的正极、负极分别连接着涡轮盘10、固定式阴极4。

所述涡轮盘10固定在定位心轴2的具体固定方式满足下述要求：定位心轴2具体为螺栓式结构，其下部为螺栓头结构，其上部设置有螺纹，螺纹处还配合装配有螺母8，在螺母8和涡轮盘10之间还设置有套装在定位心轴2上的导电压盖9；

在定位心轴2下部的螺栓头结构和涡轮盘10之间还设置有调整垫圈3。

所述涡轮盘榫槽电化学去毛刺加工的方法，其特征在于：固定式阴极4上表面涂覆有绝缘漆；

所述支撑环6内直径为388.6mm；