回转体表面凸台结构成形的工具电极及其方法技术

本发明专利技术涉及回转体表面凸台结构成形的工具电极及其方法，属电解领域。采用回转体工具电极，电极表面开有不贯穿的窗口，窗口内部仅侧壁绝缘；底部为导电的凸面结构。在凸台加工过程中，凸台在即将转入和转出工具电极窗口时受电极表面圆弧面电场作用，凸台顶部两侧的电场比凸台中间的电场强，导致凸台两侧材料溶解量偏多，凸台轮廓呈现中间高两边低。通过将工具电极窗口底部设计成中间凸面结构，改变凸台转入工具电极窗口内部时凸台顶部中间的电场，主动腐蚀凸台顶部，维持凸台顶部材料溶解均匀；通过将工具电极窗口顶部边缘设计成圆角，在电场作用下能够有效控制凸台根部圆角的大小；从而实现凸台高度和凸台轮廓的精确可控。

【技术实现步骤摘要】
回转体表面凸台结构成形的工具电极及其方法
回转体表面凸台结构成形的工具电极及其方法，属于电解加工

技术介绍
电解加工是利用电化学反应快速去除工件材料。与传统机械加工方式相比,电解加工为非接触加工,在加工过程中无刀具损耗、无残余应力、无冷作硬化、无塑性变形、表面粗糙度低等优点。因此电解加工适用于薄壁零件、空间复杂曲面以及难切削的高温合金材料的加工。机匣是航空发动机不可缺少的一类零件，起着支撑转子，固定静子和保护核心内部结构的作用，多为大型薄壁回转体结构，且表面存在复杂轮廓的凹凸结构。为满足高温、高压的工作要求，材料多采用高温合金、钛合金等难加工材料。在实际生产中，机匣零件的加工以传统数控铣削为主，其加工工序繁琐，加工周期长，刀具消耗量大，加工成本高；由于材料本身较差的机械加工性能，加工过程中的切削力使机匣零件变形严重，加工完成后残余应力大，工件易变形，需经过复杂的热处理工艺来消除变形。为解决薄壁机匣零件的加工难题，南京航空航天大学提出了一种新型的航空发动机薄璧机匣电解加工方法（申请号201410547093.X申请人南京航空航天本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回转体表面凸台结构成形的工具电极，其特征在于：/n工具电极（1）为圆环形结构，其窗口（2）为不贯穿的凹腔结构，窗口底部为凸面（3）；凹腔结构中的窗口的左右两个窗口侧壁（4）与窗口角度中心线（5）平行；且窗口侧壁（4）与工具电极圆弧面（6）间以窗口外圆角（7）过渡连接；且窗口侧壁（4）与窗口底部凸面（3）以窗口内圆角（8）过渡连接；其中窗口（2）的深度H是指在角度中心线（5）上，工具电极圆弧面（6）的延长线和凸面（2）之间的距离，凸面高度h是指在角度中心线（5）上，凸面（2）到窗口内圆角（8）公切线之间的距离；/n工具电极（1）整体采用导电金属材料，其中窗口侧壁（4）、窗口内圆角（8）处...

【技术特征摘要】
20200623 CN 20201058166471.一种回转体表面凸台结构成形的工具电极，其特征在于：
工具电极（1）为圆环形结构，其窗口（2）为不贯穿的凹腔结构，窗口底部为凸面（3）；凹腔结构中的窗口的左右两个窗口侧壁（4）与窗口角度中心线（5）平行；且窗口侧壁（4）与工具电极圆弧面（6）间以窗口外圆角（7）过渡连接；且窗口侧壁（4）与窗口底部凸面（3）以窗口内圆角（8）过渡连接；其中窗口（2）的深度H是指在角度中心线（5）上，工具电极圆弧面（6）的延长线和凸面（2）之间的距离，凸面高度h是指在角度中心线（5）上，凸面（2）到窗口内圆角（8）公切线之间的距离；
工具电极（1）整体采用导电金属材料，其中窗口侧壁（4）、窗口内圆角（8）处均涂覆有电绝缘材料。


2.利用权利要求1所述的回转体表面凸台结构成形的工具电极的电解加工方法，其特征在于包括以下工程：
A、运动及供液
加工时工件（9）接电源正极，工具电极（1）接电源负极，工件（9）与工具电极（1）以相同的角速度W反方向相对旋转；同时工具电极（1）以恒定的速度V沿工件（9）与工具电极（1）连心线方向进给,进给深度大于目标凸台（10）高度；电解液（11）从工件（9）与工具电极（1）间的加工区域流过；工件（9）表面材料在电解作用下被逐渐去除，在窗口（2）对应区域形成凸台（10）；
B、凸台顶部轮廓精确控制
将凸台（10）的凸台顶部（12）分为三个区域，其中顶部中间称为中间区域（13）,左右两侧分别称为第一区域（14）、第二区域（15）；
当凸台（10）在即将转入窗口（2）时，在工具电极圆弧面（6）的电场作用下，凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登勇，乐华勇，何斌，张军，朱增伟，朱荻，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32