加工导电工件的钻孔工具和方法技术

提供一种用于在加工导电工件(102)时使用的钻孔工具(112)。工具包括本体部分(134)、联接到本体部分(134)上的前电极(136)，以及联接到本体部分(134)上的至少一个侧电极(140，144，184)。当电流供应到前电极(136)和至少一个侧电极(140，144，184)时，从导电工件(102)移除前电极(136)和至少一个侧电极(140，144，184)附近的材料。当从导电工件(102)移除材料时，前电极(136)和至少一个侧电极(140，144，184)选择性地可运行来形成延伸通过导电工件(102)的膛孔，膛孔具有可变的几何构造。

【技术实现步骤摘要】

本公开大体涉及电化学加工(ECM)，更特别地，涉及在导电工件内形成连续的可变几何构造的膛孔的系统和方法。
技术介绍
通常使用诸如燃气涡轮的旋转机来使发电机产生功率。燃气涡轮例如具有气体路径，气体路径典型地包括成连续流关系的空气进口、压缩机、燃烧器、涡轮和气体出口。压缩机和涡轮区段包括联接在壳体内的至少一排沿周向间隔开的旋转轮叶或叶片。至少一些已知的涡轮发动机在联合发电设施和功率装置中使用。在这样的应用中使用的发动机的可具有高的比功和功率每单位质量流量要求。此外，燃气涡轮的效率与排气的温度直接成比例，排气从燃烧器排出且引导经过涡轮的旋转轮叶或叶片。因而，排气的极端温度一般要求用耐高温材料制造静态和旋转涡轮翼型件，以及在其中包括冷却特征。例如，典型地通过引导压缩机排气通过延伸通过涡轮叶片的多个冷却通道来冷却涡轮叶片。在涡轮叶片中形成冷却通道的至少一个已知过程是成形管电化学加工(STEM)。STEM是非接触式电化学加工过程，它利用导电工件(即，涡轮叶片)作为阳极，以及伸长钻削管作为阴极。在用电解溶液淹没导电工件时，材料氧化且在钻削管的前缘附近从导电工件移除。STEM大体可实现形成笔直冷却通道，该冷却通道在涡轮叶片内具有高纵横比。但是，定位在钻削管的前缘处的电极末梢的固定定向和伸长钻削管的刚性一般会限制冷却通道可在涡轮叶片内形成的几何构造。
技术实现思路
一方面，提供一种用于在加工导电工件时使用的钻孔工具。工具包括本体部分、联接到本体部分上的前电极，以及联接到本体部分上的至少一个侧电极。当电流供应到前电极和至少一个侧电极时，从导电工件移除前电极和至少一个侧电极附近的材料。另外，当从导电工件移除材料时，前电极和至少一个侧电极选择性地可运行来形成延伸通过导电工件的膛孔，膛孔具有可变的几何构造。另一方面，提供一种用于加工导电工件的电化学加工系统。该系统包括功率供应，以及电联接到功率供应上的钻孔工具。钻孔工具包括本体部分、联接到本体部分上的前电极，以及联接到本体部分上的至少一个侧电极。当电流供应到前电极和至少一个侧电极时，从导电工件移除前电极和至少一个侧电极附近的材料。另外，功率供应构造成当从导电工件移除材料时，选择性地将电流供应到前电极和至少一个侧部，以形成延伸通过导电工件的膛孔，膛孔具有可变的几何构造。又一方面，提供一种加工导电工件的方法。该方法包括使钻孔工具在导电工件内沿着工具路径前进。钻孔工具包括本体部分，以及前电极和至少一个侧电极，它们各自联接到本体部分上。方法还包括选择性地将电流供应到前电极和至少一个侧电极，使得在不止一个维度上从导电工件移除材料。当从导电工件移除材料时，前电极和至少一个侧电极选择性地可运行来形成延伸通过导电工件的膛孔，膛孔具有可变的几何构造。技术方案1.一种用于在加工导电工件时使用的钻孔工具，所述工具包括：本体部分；联接到所述本体部分上的前电极；以及联接到所述本体部分上的至少一个侧电极，其中，当电流供应到所述前电极和所述至少一个侧电极时，从所述导电工件移除所述前电极和所述至少一个侧电极附近的材料，其中，当从所述导电工件移除所述材料时，所述前电极和所述至少一个侧电极选择性地可运行来形成延伸通过所述导电工件的膛孔，所述膛孔具有可变的几何构造。技术方案2.根据技术方案1所述的工具，其特征在于，所述前电极包括外径向部分和内径向部分，所述内径向部分从所述外径向部分的前部面延伸。技术方案3.根据技术方案2所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括定位在所述前电极的所述外径向部分的径向外侧的非导电性缓冲器，其中，所述非导电性缓冲器的至少一部分延伸超过所述外径向部分的所述前部面。技术方案4.根据技术方案1所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括联接到所述本体部分上的非导电性缓冲器，其中，所述非导电性缓冲器比所述至少一个侧电极从所述本体部分延伸更大距离，使得所述至少一个侧电极与所述膛孔的侧壁间隔开。技术方案5.根据技术方案1所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括：联接到所述本体部分上的柔性导引部件；以及中心冲洗通道，其延伸通过所述柔性导引部件和所述本体部分，所述中心冲洗通道构造成引导电解流体流通过其中。技术方案6.根据技术方案5所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括限定在所述前电极中的冲洗孔，其中，所述冲洗孔构造成将所述中心冲洗通道联接成与所述导电工件处于流连通。技术方案7.根据技术方案1所述的工具，其特征在于，所述工具进一步包括定位在所述前电极和所述至少一个侧电极之间的间隔件，其中，所述间隔件构造成使所述前电极与所述至少一个侧电极电绝缘。技术方案8.一种用于加工导电工件的电化学加工系统，所述系统包括：功率供应；以及电联接到所述功率供应上的钻孔工具，所述钻孔工具包括：本体部分；联接到所述本体部分上的前电极；以及联接到所述本体部分上的至少一个侧电极，其中，当电流供应到所述前电极和所述至少一个侧电极时，从所述导电工件移除所述前电极和所述至少一个侧电极附近的材料，其中，当从所述导电工件移除所述材料时，所述功率供应构造成选择性地将所述电流供应到所述前电极和所述至少一个侧电极，以形成延伸通过所述导电工件的膛孔，所述膛孔具有可变的几何构造。技术方案9.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述功率供应构造成将不同量的电流供应到所述前电极和所述至少一个侧电极，使得以第一和第二方向定向的材料以不同的速率从所述导电工件移除。技术方案10.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述功率供应构造成在第一时间将第一电流供应到所述前电极，并且构造成在第二时间将第二电流供应到所述至少一个侧电极，所述第二时间与所述第一时间不重叠。技术方案11.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括联接到所述本体部分上的非导电性缓冲器，其中，所述非导电性缓冲器比所述至少一个侧电极从所述本体部分延伸更大距离，使得所述至少一个侧电极与所述膛孔的侧壁间隔开。技术方案12.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括联接到所述本体部分上的柔性导引部件，其中，所述柔性导引部件构造成导引所述钻孔工具通过延伸通过所述导电工件的膛孔。技术方案13.根据技术方案12所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：中心冲洗通道，其延伸通过所述柔性导引部件和所述本体部分，所述中心冲洗通道构造成引导电解流体流通过其中；以及限定在所述前电极中的冲洗孔，其中，所述冲洗孔构造成将所述中心冲洗通道联接成与所述导电工件处于流连通。技术方案14.根据技术方案12所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括检查装置，其构造成确定所述钻孔工具沿着工具路径的位置。技术方案15.根据技术方案8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括定位在所述前电极和所述至少一个侧电极之间的间隔件，其中，所述间隔件构造成使所述前电极与所述至少一个侧电极电绝缘。技术方案16.一种加工导电工件的方法，所述方法包括：使钻孔工具在所述导电工件内沿着工具路径前进，所述钻孔工具包括本体部分，以及各自联接到所述本体部分上的前电极和至少一个侧电极；以及选择性地将电流供应到所述前电极和所述至少一个侧电极，使得在不止一个维度上从所述导电工件移除材料，其中，当从所述导电工件移除所述材料时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在加工导电工件(102)时使用的钻孔工具(112)，所述工具(112)包括：本体部分(134)；联接到所述本体部分(134)上的前电极(136)；以及联接到所述本体部分(134)上的至少一个侧电极(140，144，184)，其中，当电流供应到所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)时，从所述导电工件(102)移除所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)附近的材料，其中，当从所述导电工件(102)移除所述材料时，所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)选择性地可运行来形成延伸通过所述导电工件(102)的膛孔，所述膛孔具有可变的几何构造。

【技术特征摘要】
2015.07.30 US 14/8142371.一种用于在加工导电工件(102)时使用的钻孔工具(112)，所述工具(112)包括：本体部分(134)；联接到所述本体部分(134)上的前电极(136)；以及联接到所述本体部分(134)上的至少一个侧电极(140，144，184)，其中，当电流供应到所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)时，从所述导电工件(102)移除所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)附近的材料，其中，当从所述导电工件(102)移除所述材料时，所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)选择性地可运行来形成延伸通过所述导电工件(102)的膛孔，所述膛孔具有可变的几何构造。2.根据权利要求1所述的工具(112)，其特征在于，当从所述导电工件(102)移除所述材料时，所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144，184)选择性地可运行来形成在不止一个维度上延伸通过所述导电工件(102)的膛孔(118)。3.根据权利要求2所述的工具(112)，其特征在于，所述工具(112)进一步包括联接到所述本体部分(134)上的非导电性缓冲器(162)，其中，所述非导电性缓冲器(162)比所述至少一个侧电极(140，144，184)从所述本体部分(134)延伸更大距离，使得所述至少一个侧电极(140，144，184)与所述膛孔(118)的侧壁间隔开。4.根据权利要求1所述的工具(112)，其特征在于，所述工具(112)进一步包括联接到所述本体部分(134)上的柔性导引部件(164)，其中，中心冲洗通道(166)延伸通过所述柔性导引部件(164)和所述本体部分(134)，并且在所述前电极(136)中限定冲洗孔(168)，所述中心冲洗通道(166)构造成引导电解流体流通过其中，并且所述冲洗孔(168)构造成将所述中心冲洗通道(166)联接成与所述导电工件(102)处于流连通。5.根据权利要求1所述的工具(112)，其特征在于，所述工具(112)进一步包括间隔件(158)，其定位在所述前电极(136)和所述至少一个侧电极(140，144)之间，其中，所述间隔件(158)构造成使所述前电极(136)与所述至少一个侧电极(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL特里默，EJ尼特斯，罗元丰，RF霍斯金，JG麦克纳马拉，TM莫里卡，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US