[发明专利]叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工夹具及方法

说明书

本文涉及一种叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工夹具及方法，属于电解加工领域。该夹具上设置有叶盆电解液供液通道、叶背电解液供液通道、进气边电解液供液通道和排气边电解液供液通道；上述四个供液通道的出口设置在叶根处；叶背工具阴极、叶盆工具阴极与夹具体内部上、下壁面存在上、下配合间隙；在上述夹具上与叶片进气边和排气边对应的位置分别设置有气压注入上口和气压注入下口，它们分别与对应的上配合间隙、下配合间隙联通。通过气压注入上口和气压注入下口注入空气，形成稳定的气体封闭层，提高流场的稳定性，提高进排气边部分的重复精度。

技术领域

本发明涉及一种叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工夹具及方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

电解加工是一种特种加工技术，它是利用电化学阳极溶解原理去除材料的加工方法。具有加工速度快，表面质量好，工具无损耗，无宏观切削力，不受材料强度、韧性、硬度限制等突出优点，在航空航天、兵器、汽车、模具等行业中得到了广泛的应用。尤其在航空发动机叶片的制造过程中，电解加工技术更加显示出其优越性。

叶片是航空发动机的关键零件之一，其形状越来越复杂，出现了超薄、扭曲、低展弦比叶片，且加工精度和表面质量要求都较高，所以对电解加工设备，包括机床、夹具等也提出了更高的要求。国内外一直致力于提高叶片电解加工精度和表面质量方面的研究。

为改善加工区域的流场，多种流场结构和供液方式被相继提出：从叶尖到叶根供液，从叶根到叶尖供液，从进气边到排气边与叶根到叶尖复合供液。从进气边到排气边供液方式与叶尖到叶根供液都是被动分流，在工作液刚进入加工区域时被叶片分为两股，这样会造成入口部分的流场不稳定，且叶盆叶背流场分配不均匀；从叶根到叶尖的供液方式是主动分流（见专利“叶片加工中主动控制式电解液流动方法及电解液循环系统”，申请号200810020457.3），两股工作液分别沿着叶盆和叶背型面从叶根快速流至叶尖，并在叶尖交汇流出加工区域，但是这种供液方式没有考虑进排气边部分的流场稳定性，两股工作液在叶片进排气边部分会发生交汇，虽然此夹具能够为进排气边部分提供充足的加工介质，但是交汇的工作液会导致此部分流场不稳定，甚至产生旋涡导致工作产物排出不畅，同时工作液会在叶盆阴极和叶背阴极的间隙泄露出加工区域，两个综合因为导致叶片进排气边部分流场不稳定，无法获得较高的加工重复性。为了减小叶片进排气边部分流场受型面部分工作液的影响，减少工作液向两侧外泄，有研究者提出,错合型阴极、环形供液的夹具（见专利“错合型阴极进给环形供液的叶片全轮廓电解系统及方法”，申请号CN201610395785.6），但是没有有效的改善流场的闭域性，仍然会有工作液从间隙泄漏；虽然此种环形流的供液方式可以实现为进排气边部分供液，但是无法单独调节，型面部分的流场对进排气部分流场影响仍然较大。

发明内容

本发明为了实现对航空发动机叶片电解加工过程中，分别对叶片型面部分和进排气部分单独供液，以及加工过程中流场的封闭，而设计的叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工方法及夹具。通过左右两路对型面部分供液，上下两路对进排气部分供液，降低流场在进气边、排气部分受叶盆型面、叶背型面部分流场的影响，在进排气边上下两侧为加工区域注入气体形成气闭层，从而提高此部分流场的稳定性，提高叶片进排气边加工精度和重复精度。

一种叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工夹具，其特征在于：

该夹具上设置有叶背电解液供液通道、叶盆电解液供液通道、进气边电解液供液通道和排气边电解液供液通道；上述四个供液通道的出口分别设置在叶片叶盆型面叶根处、叶背型面叶根处、进气边型面叶根处、排气边型面叶根处；

叶背工具阴极、叶盆工具阴极与夹具体内部上、下壁面存在上配合间隙、下配合间隙；在上述夹具上与叶片进气边和排气边对应的位置分别设置有气压注入上口和气压注入下口，它们分别与对应的上配合间隙、下配合间隙联通。

利用所述叶片分区独立供液且有气闭层的电解加工夹具的加工方法，其特征在于：