[实用新型]一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于航空发动机自由曲面整体叶盘叶片电解精加工的成型装置，属于电解加工技术领域。

背景技术

航空发动机中使用整体叶盘是世界航空发动机技术的发展趋势，为了扩大整体叶盘在航空发动机中的应用首先要解决整体叶盘的制造难题。目前我国的航空发动机运用的整体叶盘数量较少，不能广泛使用的主要原因在于整体叶盘的制造技术仍然没有解决。航空发动机整体叶盘制造难点在于叶片的复杂型面、较高的加工精度和表面质量要求，极高的叶片加工一致性，叶片加工变形以及采用的材料。整体叶盘叶片表面多为自由曲面、加工精度通常要求在±0.05～0.1mm之间，表面粗糙度一般要求为Ra0.3～0.5μm，叶片最薄处约为1～2mm，有些叶片甚至更薄，材料多为高温合金或钛合金。在加工形状上若是加工平面、圆柱面等表面达到这样的加工精度比较容易实现，但在加工自由曲面上要达到这样的加工要求比较困难。在加工材料方面即使采用普通的切削加工方法加工高温合金或钛合金材料也比较困难，对于高温合金或钛合金制造的航空发动机自由曲面整体叶盘，由于加工中刀具运动空间受到了限制要使叶片达到这样的加工精度就更加困难，因此航空发动机整体叶盘加工在全世界范围内都是一个难题。

整体叶盘叶片电解加工技术在国内外进行了多年实践，从应用情况来看，在加工精度与加工范围上仍然存在诸多不足之处。由于航空发动机整体叶盘的叶片形状多为自由曲面，过去采用的电解加工工艺在加工精度、表面质量上难以达到加工要求，就需要对整体叶盘电解加工工艺作进一步研究。目前单个独立叶片的加工主要采用拷贝式电解成形加工工艺，而整体叶盘叶片的加工主要采用数控展成电解加工成形工艺，但在加工自由曲面或扭曲度大的叶片时加工精度不高，现在这种方法主要用于直纹面整体叶盘叶片加工。为了提高整体叶盘叶片电解加工精度，过去也尝试采用数控电解磨削复合加工工艺、振动与脉冲电源加工等方法，在一定程度上提高了叶片加工精度，但仍然达不到叶片精度要求。

因此，在自由曲面整体叶盘叶片电解加工方法上，需要对电解加工工艺及装置进行研究与开发，进一步提高自由曲面叶片型面的加工精度，解决航空发动机整体叶盘的加工难题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种设计合理、可操作性强，加工效率高，尤其是加工精度高，能很好的实现自由曲面整体叶盘叶片精加工，能满足航空发动机整体叶盘叶片加工精度要求的自由曲面整体叶盘叶片电解精加工的成型装置。

技术方案：为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种整体叶盘叶片电解精加工成形装置，它包括五轴四联动电解加工机床，安装在五轴四联动电解加工机床上的叶片加工的成形阴极，与五轴四联动电解加工机床相连的智能脉冲电源和控制系统，与叶片加工的成形阴极相连的电解液输送装置；

所述的五轴四联动电解加工机床包括机床床身，安装在机床床身上的Y轴滑台，安装在Y轴滑台上的Y轴，安装在Y轴滑台上部的X轴滑台，安装在X轴滑台上的X轴，安装在X轴滑台上部的整体叶盘，安装在整体叶盘上的回转工作台，安装在回转工作台内的C轴，安装在机床床身上的机床立柱，安装在机床立柱上的Z轴，所述的Z轴上安装有Z轴立柱，Z轴立柱的另一端上安装有A轴，所述的A轴一端安装有叶片电解精加工成形阴极，所述的X、Y、Z轴为直线轴，A轴2与C轴6为回转轴，其中任意四轴可联动。

所述的叶片电解精加工成形阴极为一种半开式结构的成形阴极，它包括连接杆，与连接杆相连的积液腔盖和积液腔体，所述的积液腔体的一端上安装有前导流板，上盖板，下盖板，安装在上盖板下方的补液板，安装在上盖板和下盖板之间的成形电极，所述的积液腔体前端开设有主进液引流缝和补液引流缝；

其中电解液从电解液输送装置通过连接杆输入到积液腔进行存储，在积液腔前端开设两条引流缝，一条为主进液引流缝、另一条为补液引流缝，作为优选方案，主进液引流缝和补液引流缝的宽度为0.8～1mm，其形状为阴极外缘轮廓切线与积液腔体前表面的交线，电解液主要通过主导流缝进入导流区，它由前导流板、上盖板、下盖板组成，导流区的宽度与导流缝相同，电解液经过导流区进入由成形部件、上盖板、下盖板以及加工表面围成的加工间隙中；另一部分电解液通过补液引流缝进入开设在补液板中的补液腔，从上部对加工间隙进行补液，它与主电解液一起形成一个稳定加工流场。作为优选方案，电解液进入积液腔的进口压力大于0.7MPa，加工区域的电解液流速大于15m/s。