一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法技术

本发明专利技术公开了一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法，涉及电解加工技术领域，包括如下步骤：电极选型、加工前预处理、定位安装、电解加工以及加工完毕并卸料。本发明专利技术通过在摆动机构设置若干个均布的随动机构，由工具阴极及内部设置的前缘阴极一及前缘阴极二，自适应地完成叶片前后缘的精密电解加工，并共同完成整体叶轮上两相邻叶片上一侧叶片的叶背部分和另一片叶片的叶盆部分的加工，流场稳定，防止短路烧蚀的同时还对整体叶轮上所有的叶片前缘进行覆盖式电解加工，保证叶片加工质量；通过对水平放置的整体叶轮进行间歇振动电解，大幅提高精密电解加工效率的同时，还能消除加工叶片质量差异。除加工叶片质量差异。除加工叶片质量差异。

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法


[0001]本专利技术涉及电解加工
，具体涉及一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法。

技术介绍

[0002]航空发动机中，为了实现减重及减少气流损失等高性能要求，整体叶轮现已成为高推重比发动机的必选结构，在军用、民用航空发动机上都获得广泛应用，由于其叶片薄且叶型截面变化复杂，对加工制造技术提出了极高的要求，现有技术通常采用棍状电极对整体叶轮的毛坯进行粗加工，达到接近于最终成形的形状，然后通过非接触式、阴极无损耗、加工质量优的精密电解来进一步加工，即由两个相对设置的振动式阴极工具电极，来对立式放置的整体叶轮上每片独立叶片逐次进行精密加工。
[0003]但是，针对现有技术所采用的精密电解加工工艺，我司在长期采用过程中发现仍存在一定的弊端：一、电解液在阴极工具电极间自下而上冲入，经不贴合的两侧缘板区域的间隙中横向分流并排出，导致小间隙精密加工时，叶片前缘和后缘出流场相对紊乱，且叶片上前缘和后缘的曲率半径相对较小，两个阴极工具电极相距最近点处，于叶片的前缘部分仍有线条状未精密加工区域；二、对立式放置的整体叶轮上每片独立叶片逐次进行精密加工，加工效率极慢，且转动过程一旦存在微小尺寸变化，便会导致整体叶轮上对应加工叶片质量出现差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
[0005]一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法，包括如下步骤：
[0006]S1：电极选型：根据所要精密加工的整体叶轮上的叶片型面，选择工具阴极，所述工具阴极的两侧分别与叶片的叶盆和叶背等量偏置；
[0007]S2：加工前预处理：检查整体叶轮的变截面叶片表面是否存在凸起或凹陷部位，检查完毕后采用无水乙醇分别对变截面叶片和工具阴极进行初次清洗；
[0008]S3：定位安装：将待电解加工的整体叶轮安装到振摆机构上，安装过程保持整体叶轮上叶片的前缘朝下，所述摆动机构上安装有若干个均布的随动机构，将选型完毕的工具阴极逐个安装至随动机构上；
[0009]S4：电解加工：经振摆机构通入过滤后的电解液，并由振摆机构带动工具阴极进行振动式的摆动进给，进而通过若干个所述随动机构一次性对整体叶轮上所有相邻叶片对应的叶盆和叶背进行精密加工，随动机构还可自适应加工整体叶轮上相邻叶片的前缘和后缘；
[0010]S5：加工完毕并卸料。
[0011]优选的，所述振摆机构包括机架、液压缸、气缸以及端齿盘，所述液压缸安装于机
架的内部，液压缸的输出端固定安装有承重架，所述承重架限位滑动置于机架上，承重架的上端固定安装有托料座，所述整体叶轮通过锁紧环限位置于托料座的上部，承重架上滑动设置有转动架，所述转动架的中部为圆盘状，转动架的下端通过滑块一滑动设置于机架的上端，机架的上端还通过滑块二滑动设置有与转动架同轴的供液座，所述供液座的下端转动安装有安装座，所述气缸安装于安装座上，气缸的输出端铰接有旋转头，所述旋转头固定设置于供液座的下端，机架的上端还安装有若干个周向设置的换向轮，若干个所述换向轮均啮合置于转动架与供液座之间，所述端齿盘为圆环状并同心固定于转动架的上端。
[0012]优选的，所述随动机构包括阴极支架、前缘阴极一、前缘阴极二以及出液喷头，所述阴极支架固定安装于供液座的侧端上，阴极支架的内部开设有与供液座的上端相连通的内流道，所述工具阴极可拆卸安装于阴极支架的侧端上，所述出液喷头安装于阴极支架的侧端，并置于工具阴极的上方，所述前缘阴极一和前缘阴极二分别滑动设置于工具阴极内，前缘阴极一和前缘阴极二的下端面均设置有弧形齿条，阴极支架的侧端还转动设置转轴，所述转轴上分别同轴固定安装有齿轮一和齿轮二,所述齿轮一为斜齿齿轮，并与端齿盘保持啮合，所述齿轮二与两个所述弧形齿条均保持啮合。
[0013]优选的，所述工具阴极的宽度小于整体叶轮上叶间通道的宽度。
[0014]优选的，所述供液座与托料座均为金属导电材质，供液座与电源负极相接，托料座与电源正极相接。
[0015]优选的，所述供液座上在电解液入口处设置滤网。
[0016]优选的，所述阴极支架在竖直方向上的投影方向与整体叶轮的径向保持一致。
[0017]优选的，所述出液喷头的电解液出口分别与工具阴极的上端两边部相对应。
[0018]本专利技术的优点在于：
[0019](1)通过在摆动机构设置若干个均布的随动机构，由工具阴极及内部设置的前缘阴极一及前缘阴极二，自适应地完成叶片前后缘的精密电解加工，并共同完成整体叶轮上两相邻叶片上一侧叶片的叶背部分和另一片叶片的叶盆部分的加工，电解液自出液喷头两侧的出口，经水平放置的整体叶轮上叶片上端的后缘小间隙进入，又自叶片下端的前缘大间隙冲出，流场稳定，防止短路烧蚀的同时还对整体叶轮上所有的叶片前缘进行覆盖式电解加工，保证叶片加工质量；
[0020](2)通过对水平放置的整体叶轮进行间歇振动电解，在一个叶间通道之间的转动角度内，同步完成整体叶轮上所有叶片的精密电解加工，大幅提高精密电解加工效率的同时，还能消除加工叶片质量差异。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的工艺流程图。
[0022]图2为本专利技术中电解加工所用装置的内部结构示意图。
[0023]图3为本专利技术中电解加工所用装置内部分结构的装配示意图。
[0024]图4为本专利技术中随动机构内部分结构的装配示意图。
[0025]图5为本专利技术中工具阴极与叶片间电场集中部位及电解产物流向示意图。
[0026]图6为图5的反向摆动状态示意图。
[0027]图7为本专利技术中振摆机构内部分结构的结构示意图。
[0028]图8为图7内部分结构的结构示意图。
[0029]其中，1
‑
工具阴极，2
‑
整体叶轮，3
‑
振摆机构，4
‑
随动机构，301
‑
机架，302
‑
液压缸，303
‑
气缸，304
‑
端齿盘，305
‑
承重架，306
‑
托料座，307
‑
锁紧环，308
‑
转动架，309
‑
滑块一，310
‑
滑块二，311
‑
供液座，312
‑
安装座，313
‑
旋转头，314
‑
换向轮，315
‑
滤网，401
‑
阴极支架，402
‑
前缘阴极一，403
‑
前缘阴极二，404
‑
出液喷头，405
‑
内流道，406
‑
弧形齿条，407
‑
转轴，408
‑
齿轮一，409
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：电极选型：根据所要精密加工的整体叶轮(2)上的叶片型面，选择工具阴极(1)，所述工具阴极(1)的两侧分别与叶片的叶盆和叶背等量偏置；S2：加工前预处理：检查整体叶轮(2)的变截面叶片表面是否存在凸起或凹陷部位，检查完毕后采用无水乙醇分别对变截面叶片和工具阴极(1)进行初次清洗；S3：定位安装：将待电解加工的整体叶轮(2)安装到振摆机构(3)上，安装过程保持整体叶轮(2)上叶片的前缘朝下，所述摆动机构(3)上安装有若干个均布的随动机构(4)，将选型完毕的工具阴极(1)逐个安装至随动机构(4)上；S4：电解加工：经振摆机构(3)通入过滤后的电解液，并由振摆机构(3)带动工具阴极(1)进行振动式的摆动进给，进而通过若干个所述随动机构(4)一次性对整体叶轮(2)上所有相邻叶片对应的叶盆和叶背进行精密加工，随动机构(4)还可自适应加工整体叶轮(2)上相邻叶片的前缘和后缘；S5：加工完毕并卸料。2.根据权利要求1所述的一种航空发动机涡轮叶片前后缘自适应加工方法，其特征在于：所述振摆机构(3)包括机架(301)、液压缸(302)、气缸(303)以及端齿盘(304)，所述液压缸(302)安装于机架(301)的内部，液压缸(302)的输出端固定安装有承重架(305)，所述承重架(305)限位滑动置于机架(301)上，承重架(305)的上端固定安装有托料座(306)，所述整体叶轮(2)通过锁紧环(307)限位置于托料座(306)的上部，承重架(305)上滑动设置有转动架(308)，所述转动架(308)的中部为圆盘状，转动架(308)的下端通过滑块一(309)滑动设置于机架(301)的上端，机架(301)的上端还通过滑块二(310)滑动设置有与转动架(308)同轴的供液座(311)，所述供液座(311)的下端转动安装有安装座(312)，所述气缸(303)安装于安装座(312)上，气缸(303)的输出端铰接有旋转头(313)，所述旋转头(313)固定设置于供液座(311)的下端，机架(301)的上端还安装有若干个周向设置的换向轮(314)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江，曹春晓，严小琳，
申请(专利权)人：江苏江航智飞机发动机部件研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：