本发明专利技术公开了一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置及方法，相邻的两个阴极工具之间具有依据进给速度配比设计的贴合结构，四个工具阴极之间围成一侧壁封闭的加工腔室，加工时，四个工具阴极同时按照规定的速度作匀速进给运动，同时对四个工具阴极施加同频率、特定振幅的往复协同振动，进给中四个工具阴极之间的贴合面始终保持贴合滑移状态。当工具围成的加工轮廓面收缩时，通电加工，当工具围成的加工轮廓面扩张时，断电电解液冲刷，围成的封闭加工轮廓面由大变小，直至加工完成。本发明专利技术采用叶型全向进给和脉动态精密电解加工模式，显著提升了叶片/整体叶盘前后缘处电场和流场的稳定性，有助于提升电解加工精度。
【技术实现步骤摘要】
叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置及方法
本专利技术涉及电解加工
，具体是涉及一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置及方法。
技术介绍
航空发动机叶片、整体叶盘是实现气体压缩和膨胀、将功率转化为动力的核心零部件。航空发动机叶片、整体叶盘结构复杂、特征尺寸众多。在诸多特征结构中，前缘和后缘是对叶片气动效果和功率转换影响最大的关键结构。然而前后缘曲率半径小、母线在空间呈扭曲曲线、位于叶片厚度最薄、刚性最弱的两端，其精确制造极为困难。电解加工是基于阳极电化学溶解原理实现材料去除的加工方式，具有加工效率高、无工具损耗、表面质量好以及加工与工件材料机械性能无关等优点，已经成为航空发动机叶片或整体叶盘精密加工的主要方法之一。目前，叶片或整体叶盘的叶形电解加工通常采用双向进给加工方式，即叶盆、叶背工具阴极在叶片两侧，电解液从毛坯前缘流入，沿工件毛坯分成两股液流，流经叶盆、叶背加工区后在后缘处交会流出。通过叶盆、叶背工具阴极的相互面向进给，同时加工叶片的叶盆、叶背和前后缘型面。然而，由于叶片前后缘始终处于电解液进液管和出液口处，该区域的电场和流场随着工具阴极的进给始终在剧烈变化，同时工具阴极前后缘方向上无进给运动，无法精确控制前后缘轮廓的变化过程。传统加工方法较好的保证了叶盆、叶背型面的精度，但精度要求最高且最重要的前后缘区域加工精度确难以控制，显然不合理。因此迫切的需要寻找一种可以保证叶片全轮廓的加工新方法，提升叶片前后缘电解加工精度。在传统叶片或整体叶盘的叶形电解加工中，通常采用双向进给加工方式，如徐斌等在《一种钛合金大尺寸叶片电解加工方法》中采用的加工方法，该方法可以较好的保证叶盆和叶背的轮廓形状。但随着加工的进行，两工具电极不断靠近，前后缘处的开口电场、流场变化愈加急剧，这严重影响了前后缘的加工精度。朱栋等在《错合型阴极进给环形供液的叶片全轮廓电解系统及方法》中提出了一种使用错合型阴极构成环形供液流场的方法电解加工叶片，该方法有效减缓了前后缘处场强变化速率，提升了前后缘电解加工的重复性，然由于其仍为双面加工，在前后缘处无阴极进给运动，前后缘的形状精度难以控制。杨一明等在《工艺参数对电解套料加工叶片表面粗糙度影响研究》中采用电解套料加工方法,研究了工艺参数电解液浓度、电解液温度、加工速度对叶片表面粗糙度的影响,最终获得了最优叶片表面粗糙度的加工工艺参数，但由于套型加工无向叶片型面的进给运动，只能加工等截面叶片。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提升叶片前缘和后缘的电解加工精度，保证叶片质量。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置及方法，包括夹具座、进液管和四个工具阴极，所述夹具座上开设有一个容置槽和四个安装槽，所述容置槽内用于放置毛坯，所述安装槽内分别用于放置各所述工具阴极，且所述工具阴极能够在所述安装槽内移动，位于待成型叶片前缘的所述工具阴极为前缘阴极，位于待成型叶片后缘的所述工具阴极为后缘阴极，位于待成型叶片叶盆的所述工具阴极为叶盆阴极，位于待成型叶片叶背的所述工具阴极为叶背阴极，且四个所述工具阴极之间围成一侧壁封闭的加工腔室，所述工具阴极移动过程中，所述加工腔室的侧壁始终保持封闭，所述加工腔室的内壁与毛坯的外壁之间形成加工间隙，所述进液管安装在所述夹具座上，所述工具阴极电连接电源负极，毛坯电连接电源正极。优选地，所述前缘阴极上靠近所述容置槽的一侧和所述后缘阴极上靠近所述容置槽的一侧均设有V型槽，且所述叶盆阴极的两侧壁均与所述V型槽的内壁形成包括至少一接触线的接触区域，所述叶盆阴极与所述V型槽的接触线的两端分别延伸至待成型叶片的叶尖和叶根，所述叶背阴极的两侧壁均与所述V型槽的内壁形成包括至少一接触线的接触区域，所述叶背阴极与所述V型槽的接触线的两端分别延伸至待成型叶片的叶尖和叶根。优选地，所述叶盆阴极的两侧壁能够分别与两个所述V型槽的内壁贴合，所述叶背阴极的两侧壁能够分别与两个所述V型槽的内壁贴合，且所述前缘阴极、所述后缘阴极、所述叶盆阴极和所述叶背阴极能沿着所述安装槽向相互靠近或远离的方向往复移动。优选地，四股电解液分别从四个所述工具阴极上靠近待成型叶片的叶根处流入，分别流经叶片叶盆、叶背、前缘和后缘加工区后，从叶尖交汇流出。优选地，四股电解液分别从四个所述工具阴极上靠近待成型叶片的叶尖处流入，流经叶片叶盆、叶背、前缘和后缘加工区后，从叶根处流出。本专利技术还提供一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工方法，使用上述技术方案中任一项所述的电解加工装置，包括以下步骤：S1：安装所述电解加工装置，将毛坯放置于所述容置槽内，将各所述工具阴极分别放置于各所述安装槽内并使各所述工具阴极之间围成侧壁封闭的加工腔室，使各所述工具阴极分别与电源负极电连接，使毛坯与电源正极电连接；S2：通电加工，通过所述进液管向所述加工间隙内通入电解液，并使电解液经所述加工间隙的一端流入，并经所述加工间隙的另一端流出，同时使各所述工具阴极相互靠近并对毛坯通电加工至毛坯形成叶片，且所述工具阴极在移动过程中，所述加工腔室的侧壁始终保持封闭。优选地，S2步骤中，使所述叶盆阴极和所述叶背阴极向相互靠近或远离的方向往复移动，所述叶盆阴极和所述叶背阴极同步移动，所述叶盆阴极和所述叶背阴极相互靠近时为第一进给动作，相互远离时为第一退回动作，所述第一进给动作和所述第一退回动作交叉进行，且在进行所述第一进给动作时所述叶盆阴极和所述叶背阴极的位移量大于在进行所述第一退回动作时所述叶盆阴极和所述叶背阴极的位移量，进行所述第一进给动作和所述第一退回动作期间，所述叶盆阴极和所述叶背阴极处于所述毛坯最近点附近通电加工，处于其他位置时电源断开；所述前缘阴极和所述后缘阴极分别沿所述安装槽向相互靠近或远离的方向往复移动，且所述前缘阴极和所述后缘阴极同步移动，所述前缘阴极和所述后缘阴极向靠近毛坯的方向移动时为第二进给动作，向远离毛坯的方向移动时为第二退回动作，第二进给动作和第二退回动作交叉进行，且在进行所述第二进给动作时所述前缘阴极和所述后缘阴极的位移量大于在进行所述第二退回动作时所述前缘阴极和所述后缘阴极的位移量，所述第一进给动作和所述第二进给动作同时进行，所述第一退回动作和所述第二退回动作同时进行，进行所述第二进给动作和所述第二退回动作期间，所述前缘阴极和所述后缘阴极处于所述毛坯最近点附近通电加工，处于其他位置时电源断开。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的电解加工装置，夹具座上开设有一个容置槽和四个安装槽，容置槽内用于放置毛坯，从而将毛坯位置固定，安装槽内分别用于放置各工具阴极，且工具阴极能够在安装槽内移动，从而将工具阴极分别安装在毛坯的四周，以对毛坯的四周加工形成叶片的叶背、叶盆、前缘和后缘进行加工，便于形成叶片外部形状，四个工具阴极之间围成一侧壁封闭的加工腔室，从而使得加工腔室内的电场也为闭合电场，改本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置，其特征在于：包括夹具座、进液管和四个工具阴极，所述夹具座上开设有一个容置槽和四个安装槽，所述容置槽内用于放置毛坯，所述安装槽内分别用于放置各所述工具阴极，且所述工具阴极能够在所述安装槽内移动，位于待成型叶片前缘的所述工具阴极为前缘阴极，位于待成型叶片后缘的所述工具阴极为后缘阴极，位于待成型叶片叶盆的所述工具阴极为叶盆阴极，位于待成型叶片叶背的所述工具阴极为叶背阴极，且四个所述工具阴极之间围成一侧壁封闭的加工腔室，所述工具阴极移动过程中，所述加工腔室的侧壁始终保持封闭，所述加工腔室的内壁与毛坯的外壁之间形成加工间隙，所述进液管安装在所述夹具座上，所述工具阴极电连接电源负极，毛坯电连接电源正极。/n
【技术特征摘要】
1.一种叶片/整体叶盘全向进给脉动态精密电解加工装置，其特征在于：包括夹具座、进液管和四个工具阴极，所述夹具座上开设有一个容置槽和四个安装槽，所述容置槽内用于放置毛坯，所述安装槽内分别用于放置各所述工具阴极，且所述工具阴极能够在所述安装槽内移动，位于待成型叶片前缘的所述工具阴极为前缘阴极，位于待成型叶片后缘的所述工具阴极为后缘阴极，位于待成型叶片叶盆的所述工具阴极为叶盆阴极，位于待成型叶片叶背的所述工具阴极为叶背阴极，且四个所述工具阴极之间围成一侧壁封闭的加工腔室，所述工具阴极移动过程中，所述加工腔室的侧壁始终保持封闭，所述加工腔室的内壁与毛坯的外壁之间形成加工间隙，所述进液管安装在所述夹具座上，所述工具阴极电连接电源负极，毛坯电连接电源正极。
2.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：所述前缘阴极上靠近所述容置槽的一侧和所述后缘阴极上靠近所述容置槽的一侧均设有V型槽，且所述叶盆阴极的两侧壁均与所述V型槽的内壁形成包括至少一接触线的接触区域，所述叶盆阴极与所述V型槽的接触线的两端分别延伸至待成型叶片的叶尖和叶根，所述叶背阴极的两侧壁均与所述V型槽的内壁形成包括至少一接触线的接触区域，所述叶背阴极与所述V型槽的接触线的两端分别延伸至待成型叶片的叶尖和叶根。
3.根据权利要求2所述的电解加工装置，其特征在于：所述叶盆阴极的两侧壁能够分别与两个所述V型槽的内壁贴合，所述叶背阴极的两侧壁能够分别与两个所述V型槽的内壁贴合，且所述前缘阴极、所述后缘阴极、所述叶盆阴极和所述叶背阴极能沿着所述安装槽向相互靠近或远离的方向往复移动。
4.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：四股电解液分别从四个所述工具阴极上靠近待成型叶片的叶根处流入，分别流经叶片叶盆、叶背、前缘和后缘加工区后，从叶尖交汇流出。
5.根据权利要求1所述的电解加工装置，其特征在于：四股电解液分别从四个所述工具阴极上靠近待成型叶片的叶尖处流入，流经叶片叶盆、叶背、前缘和后缘加工区后...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉，朱荻，汪浩，刘言，
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
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