一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法技术

一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，采用数控电火花小孔机对涡轮叶片上的气膜孔进行分布式电火花加工，所述数控电火花小孔机采用细铜管电极丝进行放电加工，本方案设计的一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，利用简单的电火花铜管电极丝替代刀具，加工刀具无法加工材料上的异形孔，根据加工轨迹来高速铣削高温合金叶片上的异形气膜孔，整个涡轮叶片异形气膜孔加工只需要一次装夹，全自动完成，加工效率高，并在加工时通过分析电极丝的实时损耗量来重新确定实际加工轨迹，从而有效地提高加工精度。高加工精度。高加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法


[0001]本专利技术属于电火花加工异形孔
，具体涉及一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法。

技术介绍

[0002]航空发动机和燃气轮机的性能主要取决于导向叶片和涡轮叶片的材料性能、表面热障涂层和气膜孔的气膜覆盖。其中异形气膜孔的形状改变为涡轮前温度提高约40%权重。所以叶片气膜孔形状也从圆孔演变为圆孔加异形出口，更好地覆盖叶片表面。热端叶片材料为镍基、钴基等，微孔和异形孔无法机加工。随着涡轮前温度提升，对材料和热障涂层要求提高，异形气膜孔散热要求提高，异形形状和位置要求全面提升。
[0003]目前国内常用加工方法，一是使用电火花小孔机加工孔，之后再使用电火花成型机电极加工簸箕孔。两类设备，两次装夹和校对，很难重复对位。电火花成型电极，加工过程会产生电极损耗。二是使用激光加工方法，P秒激光加工，效率高，但重熔层较厚，孔型不规则；飞秒激光加工，效率低，成本高；使用激光加工，需要两台激光设备，一台激光打孔，一台激光加工异形，同类设备两次装夹，必须使用精密零点定位工装。
[0004]因此，有必要设计一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法来解决上述技术问题。
[0005]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术中的不足，本专利技术目的在于提供一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，采用数控电火花小孔机对涡轮叶片上的气膜孔进行分布式电火花加工，所述数控电火花小孔机采用细铜管电极丝进行放电加工，细铜管电极丝由移动装置控制移动；加工方法包括如下步骤：步骤1：先采用铜管电极丝对异形气膜孔下半部分规则形状的圆柱孔进行放电加工；步骤2：然后再采用铜管电极丝对异形气膜孔上半部分不规则形状的气膜孔进行加工，加工方式为细铜管电极丝在移动装置的带动下先从该气膜孔的底部绕其一圈进行放电加工，然后一圈一圈逐层往上递进式放电加工；同时在每一层的加工之前需确定细铜管电极丝在上一层加工时产生的实时损耗量。
[0008]优选的，在上述步骤2中，在每一层的加工之前，需要通过异形气膜孔的原加工轨迹来确定加工该层时工件上的蚀刻体积，然后对工件上的蚀刻体积与细铜管电极丝在上一
层加工时产生的实时损耗量进行分析，从而确定细铜管电极丝的实际放电加工轨迹。
[0009]优选的，所述细铜管电极丝的实际放电加工轨迹包括细铜管电极丝在加工过程中的实际切入角度以及加工深度，并通过移动装置进行控制。
[0010]优选的，所述细铜管电极丝为空心铜管，其内部开设有贯穿上下的工作液通道。
[0011]优选的，上述加工方式为工件浸入式或者工件冲水式加工方式，加工过程中采用去离子水工作液。
[0012]优选的，所述移动装置具体为带有若干轴的伺服进给装置，其轴至少为五轴。
[0013]优选的，所述细铜管电极丝在放电加工的过程中需要使用铜管扶持机构进行装夹定位。
[0014]优选的，在上述加工过程中，需调节脉冲电源参数，减少单个脉冲能量，增加单位时间放电频率。
[0015]优选的，在上述加工过程中，伺服进给装置的所有进给轴需要根据加工过程中的放电间隙状态进行伺服进给和回退，在一次加工完成后，所有的进给轴需及时脱离工件并原路返回。
[0016]优选的，在上述加工过程中，细铜管电极丝和工件均需转动，使用电刷供电。
[0017]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有的优点如下：本方案设计的一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，利用简单的电火花铜管电极丝替代刀具，加工刀具无法加工材料上的异形孔，根据加工轨迹来高速铣削高温合金叶片上的异形气膜孔，整个涡轮叶片异形气膜孔加工只需要一次装夹，全自动完成，加工效率高，并在加工时通过分析电极丝的实时损耗量来重新确定实际加工轨迹，从而有效地提高加工精度。
附图说明
[0018]图1为异形气膜孔示意图。
[0019]图2为细铜管电极丝加工示意图。
[0020]以上附图中，工件1、细铜管电极丝2、工作液通道3。
具体实施方式
[0021]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0022]请参阅图1~图2。须知，在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0023]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、
“
安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]实施例：如图1所示， 一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，采用数控电火花小孔机对涡轮叶片上的气膜孔进行分布式电火花加工，所述数控电火花小孔机采用细铜管电极丝进行放电加工，工件接正极，铜管电极丝接负极，细铜管电极丝由移动装置控制移动；加工方法包括如下步骤：步骤1：先采用铜管电极丝对异形气膜孔下半部分规则形状的圆柱孔进行放电加工；步骤2：然后再采用铜管电极丝对异形气膜孔上半部分不规则形状的气膜孔进行加工，加工方式为细铜管电极丝在移动装置的带动下先从该气膜孔的底部绕其一圈进行放电加工，然后一圈一圈逐层往上递进式放电加工；同时在每一层的加工之前需确定细铜管电极丝在上一层加工时产生的实时损耗量；还需要通过异形气膜孔的原加工轨迹来确定加工该层时工件上的蚀刻体积，然后对工件上的蚀刻体积与细铜管电极丝在上一层加工时产生的实时损耗量进行分析，从而确定细铜管电极丝的实际放电加工轨迹，实际放电加工轨迹中包括细铜管电极丝在加工过程中的实际切入角度以及加工深度，然后在加工过程中通过移动装置来控制铜管电极丝移动。
[0025]如图2所示，细铜管电极丝2为空心铜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，其特征在于：采用数控电火花小孔机对涡轮叶片上的气膜孔进行分布式电火花加工，所述数控电火花小孔机采用细铜管电极丝进行放电加工，细铜管电极丝由移动装置控制移动；加工方法包括如下步骤：步骤1：先采用铜管电极丝对异形气膜孔下半部分规则形状的圆柱孔进行放电加工；步骤2：然后再采用铜管电极丝对异形气膜孔上半部分不规则形状的气膜孔进行加工，加工方式为细铜管电极丝在移动装置的带动下先从该气膜孔的底部绕其一圈进行放电加工，然后一圈一圈逐层往上递进式放电加工；同时在每一层的加工之前需确定细铜管电极丝在上一层加工时产生的实时损耗量。2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，其特征在于：在上述步骤2中，在每一层的加工之前，需要通过异形气膜孔的原加工轨迹来确定加工该层时工件上的蚀刻体积，然后对工件上的蚀刻体积与细铜管电极丝在上一层加工时产生的实时损耗量进行分析，从而确定细铜管电极丝的实际放电加工轨迹。3.根据权利要求2所述的一种涡轮叶片异形气膜孔电火花加工方法，其特征在于：所述细铜管电极丝的实际放电加工轨迹包括细铜管电极丝在加工过程中的实际切入角度以及加工深度，并通过移动装置进行控制。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫伟，王军，雍周彬，
申请(专利权)人：苏州中谷实业有限公司，
类型：发明
国别省市：