本发明专利技术涉及一种带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置及方法，属于电解加工领域。该装置包括阴极底座（5）、安装于阴极底座（5）前端的阴极片（4）；包括固定于阴极底座（5）内部的外层绝缘套（2），外层绝缘套（2）位于阴极片（4）的中轴线上，其开口朝向加工区；外层绝缘套（2）内设置有内层绝缘套（1），内层绝缘套（1）也位于阴极片（4）的中轴线上，其开口朝向加工区；上述内层绝缘套（1）底部与外层绝缘套（2）底部之间通过压紧弹簧（3）相连。本发明专利技术能够利用脉动态套料电解加工法一次性加工出叶片的叶尖倒角和叶身型面，有助于提高加工效率与加工精度。有助于提高加工效率与加工精度。有助于提高加工效率与加工精度。
【技术实现步骤摘要】
带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置及方法
[0001]
[0002]本专利技术涉及一种带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置及方法，属于电解加工领域。
技术介绍
[0003]航空发动机的叶片结构较为复杂，常用钛合金、高强钢、高温合金等难加工材料制成，利用传统机械切削方法进行加工，存在刀具损耗严重、应力变形大、加工成本高等问题。
[0004]套料电解加工是一种高效的减材技术。在加工过程中根据工具阴极内腔形状，沿进给方向在工件上“套”出相似的形状。该方法能够实现工件轮廓的一次加工成型，加工效率高，在压气机等结构复杂的叶片加工中具有显著优势，广泛适合于大批量等截面零件的加工。
[0005]尽管套料电解加工相比传统机械加工具有明显优势，但在加工叶片的过程中仍易受到杂散腐蚀影响。在专利“绝缘屏蔽套料电解加工阴极系统及加工方法”（申请号 CN107052483A 专利技术人 朱栋 胡兴焱 朱荻）中，提出一种绝缘屏蔽套料电解加工阴极系统，有效屏蔽工件己加工表面的电力线，减少杂散电流对工件表面的二次腐蚀，改善己加工型面的表面质量。在专利“一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置及方法”（申请号CN112496480A 专利技术人 房晓龙 韩钊 朱荻）中，提出一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置，游离绝缘粒子的存在能有效去除线电极表面附着的电解产物，减少杂散腐蚀对工件加工精度的影响。在专利“多级整流定子内向叶片的套料电解加工装置与方法”（申请号 CN111037014A 专利技术人 朱栋 张超 朱荻）中，提出一种多级整流定子内向叶片的套料电解加工装置，能够满足内向叶片套料电解加工需求。
[0006]目前存在带叶尖倒角的叶片，但现有的套料电解加工装置难以满足其加工要求，叶尖倒角部位仍会受到未加工型面的杂散腐蚀。故需提出一种新的套料电解加工装置，实现对带叶尖倒角的叶片精密电解加工。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提出一种带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置及方法，利用脉动态套料电解加工法一次性加工出叶片的叶尖倒角和叶身型面，有助于提高加工效率与加工精度。
[0008]一种带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置，其特征在于包括：包括阴极底座、安装于阴极底座前端的阴极片；包括固定于阴极底座内部的外层绝缘套，外层绝缘套位于阴极片的中轴线上，其开口朝向加工区；外层绝缘套内设置有内层绝缘套，内层绝缘套也位于阴极片的中轴线上，其开口
朝向加工区；上述内层绝缘套底部与外层绝缘套底部之间通过压紧弹簧相连；上述内层绝缘套内轮廓与待加工叶片叶尖倒角的轮廓结构一致；上述外层绝缘套内轮廓宽度略大于待加工叶片的叶身的宽度，内轮廓深度大于待加工叶片的叶身高度。
[0009]所述的带叶尖倒角的叶片套料电解加工装置，其特征在于包括：上述外层绝缘套的叶盆、叶背面以及前后缘区域设置有纵向加强筋，增强绝缘套层的强度与刚性；且纵向加强筋的各边均设有倒圆角，整体呈长条流线状，提高流场均匀性。
[0010]所述带叶尖倒角的叶片套料电解加工方法，其特征在于包括：初始加工时，内层绝缘套开口处端面与外层绝缘套开口处端面相齐平，两者侧壁之间留有滑移间隙，此时压紧弹簧处于未受压状态；在加工过程中，随着阴极片持续径向进给，已进行倒角预处理的工件受电化学溶解作用逐渐形成叶尖倒角，叶尖倒角逐步进入内层绝缘套；待叶尖倒角完全进入内层绝缘套，压紧弹簧开始受压，内层绝缘套开始在外层绝缘套内滑移。加工过程中，内层绝缘套始终保护已加工叶片的叶尖倒角轮廓，减少杂散电流对叶尖倒角的二次腐蚀作用；工件剩余未加工面在持续的电解腐蚀作用下形成叶片叶身型面，逐渐进入到外层绝缘套内，直至加工结束，已加工叶片叶身完全进入外绝缘套腔内。外层绝缘套始终保护已加工叶片叶身型面，提高叶片型面的加工精度与表面质量。
[0011]所述的带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工方法，其特征在于：使用脉冲电源连接工件，阴极片在径向进给的同时往复振动，当阴极片靠近工件时，脉冲电源通电，保证加工区域在高频脉冲电压下进行小间隙加工；随着阴极远离工件，脉冲电源断电，此时拉大加工间隙进行冲洗，便于电解产物和热量充分排除，进而使小间隙加工能稳定进行。
[0012]本专利技术的优点在于：（1）本专利技术通过设计内外层绝缘套，实现对带叶尖倒角叶片的精密电解加工。整个加工过程中，随着阴极持续径向进给，外层绝缘套对已加工叶片的叶身型面进行保护，内层绝缘套保护已加工叶片的叶尖倒角轮廓，有效抑制叶尖倒角部位的杂散腐蚀，达到二次保护的效果。该装置实现对带叶尖倒角叶片的精密电解加工，提高叶片的表面质量。
[0013]（2）本专利技术在外层绝缘套的叶盆、叶背面以及前后缘区域设置有纵向加强筋，用于增强绝缘套层的强度与刚性。在加工过程中，外层绝缘套外壁与阴极内腔之间流入高压电解液，外层绝缘套外壁受压，纵向加强筋能有效提高绝缘套层的强度与刚性。此外，在纵向加强筋的各边均设有倒圆角，整体呈长条流线状，优化加工区域流场，提高加工稳定性。
[0014]（3）本专利技术使用脉冲振动优化耦合的脉动态加工方式，实现小间隙加工，提高加工精度与稳定性。振动装置实现了工具阴极在水平方向上的线性振动进给。脉动态加工促进了电解产物和电解热量的排除，进而保证加工区域在高频脉冲电压下进行小间隙加工，有效提高叶片的加工精度。
附图说明
[0015]图1为带内外层绝缘套阴极模块的脉动态电解加工示意图；图2为脉动态电解加工周期性耦合信号图；
图3为带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工流动方式原理图；图中标号名称：1.内层绝缘套；2.外层绝缘套；3.压紧弹簧；4.阴极片；5.阴极底座；6.工件；7.加强筋。
[0016]具体实验步骤下面结合工件加工的操作步骤，进一步阐明本专利技术的工作方法：（1）组装带有内外层绝缘套的阴极模块，将阴极装夹在工装固定支架上，将工件毛坯安装在工装盘上；（2）连接电解液管、振动装置和脉冲电源；（3）启动电解液循环系统、脉冲电源；（4）启动电解加工数控机床，使阴极沿着径向进给，进行电解加工；（5）叶片加工完毕，停止电源和循环系统，回退阴极使工件转动角度进入下一个工位，重复步骤（3），直至完成叶片的全部加工；（6）加工完成后，关闭脉冲电源和电解液循环系统，将阴极退回初始位置。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置，其特征在于包括：包括阴极底座（5）、安装于阴极底座（5）前端的阴极片（4）；包括固定于阴极底座（5）内部的外层绝缘套（2），外层绝缘套（2）位于阴极片（4）的中轴线上，其开口朝向加工区；外层绝缘套（2）内设置有内层绝缘套（1），内层绝缘套（1）也位于阴极片（4）的中轴线上，其开口朝向加工区；上述内层绝缘套（1）底部与外层绝缘套（2）底部之间通过压紧弹簧（3）相连；上述内层绝缘套（1）内轮廓与待加工叶片叶尖倒角的轮廓结构一致；上述外层绝缘套（2）内轮廓宽度略大于待加工叶片的叶身的宽度，内轮廓深度大于待加工叶片的叶身高度。2.根据权利要求1所述带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置，其特征在于包括：上述外层绝缘套（2）的叶盆、叶背面以及前后缘区域设置有纵向加强筋，增强绝缘套层的强度与刚性；且纵向加强筋的各边均设有倒圆角，整体呈长条流线状。3.利用权利要求1所述带叶尖倒角的叶片脉动态套料电解加工装置的加工方法，其特征在于包括：初始加工时，内层绝缘套（1）开口处端面与外层绝缘套（2）开口处端面相齐平，两者侧壁...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱栋，焦尔豪，朱荻，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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