本发明专利技术公开一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置及方法，涉及电解加工技术领域；该装置包括多工具同步协同进给装置和随动式稳流封液装置；多工具同步协同进给装置通过同步带、若干个分层错位布置的同步轮和惰轮的传动机构，能够将中心主轴的转动转化为多个管电极的同步偏摆运动，实现了“单轴输入、多轴输出”。随动式稳流封液装置中，通过电磁吸附实现顶部盖板随叶盘工件转动，同时，侧面挡板与管电极随动，如此形成随动式稳流封液，并采用侧面出液结合顶部出液的流场模式，改善了叶栅通道电解加工的电解液流场。在电化学反应阳极溶解作用下，实现多叶栅同时电解加工成型。本发明专利技术大幅提高加工效率的同时，实现了精密、稳定电解加工。电解加工。电解加工。
【技术实现步骤摘要】
一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置及方法
[0001]本专利技术涉及电解加工
，特别是涉及一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置及方法。
技术介绍
[0002]整体叶盘是航空发动机中不可或缺的零件之一，其是将叶片和轮毂制成一个整体，代替了传统叶盘所采用的榫头榫槽结构，使得零件数量减少，整体重量也明显降低，同时还具有较高的工作效率和推重比。然而，整体叶盘通道狭窄、型面复杂，加工精度要求高且材料多为难加工材料，这给加工制造带来了很大困难。
[0003]电解加工是利用阳极金属电化学溶解原理来去除材料的一种先进制造技术，由于其具有无工具损耗、成本低、效率高等优点，已逐步成为整体叶盘加工制造的主要方法之一。
[0004]叶栅通道的开槽加工是整体叶盘电解加工的重要环节，其加工效率和精度直接影响了最后的整体叶盘成品。在现有的叶栅通道电解开槽加工方法中主要分为三类：数控电解加工、径向进给电解加工和套料电解加工。在专利“整体叶盘电解开槽用电极和整体叶盘电解开槽加工方法”中公开了一种整体叶盘电解开槽用电极，电极在机床的带动下，沿着一定轨迹进行数控运动，完成叶盘叶栅的电解成型；在专利“可直线与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具及方法”中公布了一种可直线径向进给与旋转复合进给的整体叶盘电解加工工具和方法；在专利“叶片尾缘不溶解的套料电解加工装置及其加工方法”中提供了一种套料电解加工装置和方法，实现了叶片尾缘不溶解的盘体类零部件的加工；上述专利中所提及的加工方法，均为单电极加工，即每次只加工一个叶栅通道，当该通道加工完成后方可加工下一个。目前，单个电极的加工效率已经没有大幅度的提升空间，如果增加工具电极数量，实现多个叶栅通道同时加工，加工效率将显著提升。在专利“整体叶轮多通道电解加工装置”中提出了一种基于曲柄摇块机构的多通道电解加工装置。在专利“基于电压调节的锥形轮毂整体叶盘多叶栅电解装置及方法”公布了一种基于齿轮传动机构的电解加工装置，实现了锥形轮毂整体叶盘变宽度叶栅通道的加工。这两个专利均设计了多电极同步运动机构，实现整体叶盘多叶栅的电解加工。然而工具电极数量的增加必然影响各个电极的流场设计，从而导致工装夹具的改变，因此，合理设计多工具同步协同运动装置的同时，有必要进一步设计一套适合多电极电解开槽加工的稳流封液装置，以保证电解液流场的稳定。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，大幅提高加工效率，并保证加工过程中电解液的随动密封、流畅和稳定。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置，包括多工具同步协同进
给装置和随动式稳流封液装置；所述多工具同步协同进给装置通过连接柱安装在机床上，包括阴极夹持架和多工具同步偏摆机构；所述阴极夹持架包括通过筒夹安装在电解液进液口管接头上的管电极，所述管电极与L型支架固定连接，筒夹螺母螺纹连接在管接头上，用于夹紧管电极；传动轴通过紧定螺钉和螺母固定在L型支架上，每个传动轴的另一端通过轴承安装于底盘上，所述轴承通过内卡簧限位；所述多工具同步偏摆机构包括中心主轴，中心主轴上固定有上下两个主带轮和主轴承座；若干个同步轮间隔错位分布在两个主带轮周围一圈，在相邻同步轮的内侧，布置有圆周阵列分布的惰轮，惰轮通过悬臂销安装在上盘和底盘上，部分惰轮安装在支架上，其位置可调；上盘的同步轮连接有第一传动轴，第一传动轴通过轴承座安装在上盘上，并伸出底盘的底面，安装L型支架；底盘的同步轮连接有第二传动轴，第二传动轴通过轴承座安装在底盘上，并伸出底盘底面，安装L型支架。管电极通过筒夹安装在电解液进液管接头上，并固定在L型支架上，于是实现管电极绕各自的传动轴的转动。环形双面齿同步带从主带轮穿过，并依次连接每一个同步轮和惰轮，当中心主轴转动时就带动多个同步轮转动，同时将运动传递至传动轴上。
[0008]可选的，上述可调惰轮的结构为：惰轮安装于悬臂销上，悬臂销固定在底板上，底板通过螺钉分别安装在上盘和底盘上，底板开有腰型槽，能够前后滑动，通过调整底板的位置，实现同步带的张紧和松弛。
[0009]可选的，上述多工具同步偏摆运动机构中，同步轮和惰轮采用分层错位的布置方式，即，分成两层，每层的同步轮和惰轮每间隔一个布置，上下两层同步轮和惰轮错位分布，防止空间的限制而导致同步轮和惰轮自身之间的干涉。
[0010]可选的，上述的多工具同步协同进给装置通过连接柱安装在机床上，当中心主轴顺时针转动一个角度，固定在中心主轴上的两个主轴同步轮转动，带动上下两层的同步带运动，并将运动传递至周围一圈的同步轮，使得同步轮逆时针转动，同步轮上安装的传动轴转动将扭矩传递至L型支架，带动L型支架绕着传动轴中轴线转动一个角度，于是中心主轴转动就带动了多个管电极同步协同偏摆，实现了“单轴输入、多轴输出”。
[0011]可选的，上述的随动式稳流封液装置由底座、顶部盖板、叶盘压板、夹具盘、侧面挡板、金属压板和电磁铁组成；底座固定在机床本体上，其上表面设置有圆周均布的槽口，保证管电极切出时流场的稳定；顶部盖板为辐板式结构，留有圆周阵列的空腔，用于容纳工具电极，空腔的顶部开有出液缝；侧面挡板为桶状，设有圆周均布的孔状结构，用于伸入工具电极；夹具盘为中空结构，用于容纳电磁铁；金属压板通过螺钉连接在顶部盖板上，下表面为吸附面；电磁铁的上表面为吸附面，通过控制通断电实现电磁铁的充断磁，当通电时，电磁铁吸附金属压板。
[0012]可选的，上述的顶部盖板外圆面直径大于整体叶盘工件外圆面3
‑
4mm，侧面挡板与顶部盖板外圆面贴合，使得侧面挡板与整体叶盘工件外圆面之间留有缝隙，部分电解液将从该侧面缝隙流出。
[0013]本专利技术还提供一种整体叶盘高效电解开槽加工方法，包括以下步骤：
[0014]步骤一：安装夹具盘和电磁铁；多工具同步协同进给装置向上移动，金属压板安装在顶部盖板上，顶部盖板通过导向轴与多工具同步协同进给装置的底盘连接，导向轴上端为台阶面，下端用固定环固定，即可将顶部盖板悬挂在空中；安装管电极和侧面挡板，侧面挡板的孔状结构穿过管电极；
[0015]步骤二：安装整体叶盘工件，并用叶盘压板压紧；
[0016]步骤三：多工具同步协同进给装置向下移动，当顶部盖板的下表面与整体叶盘上表面接触时，给电磁铁通电，电磁铁吸附金属压板，实现顶部盖板与整体叶盘的贴合与随动。
[0017]步骤四：从进液管接头通入电解液，经管电极侧壁出液缝喷射至加工间隙内，接通电源进行电解加工，加工过程中，多工具同步协同进给装置沿叶盘毛坯轴线方向做直线运动，中心主轴转动带动多个管电极同步摆动，另外，叶盘毛坯在转台带动下绕自身轴向转动，三个运动的叠加实现了管电极相对叶盘毛坯的螺旋进给运动，能更好的贴近叶片的型面，使得加工完成的余量较小且均匀。同时，顶部盖板通过电磁铁的吸附与整体叶盘保持随动，侧面挡板与管电极保持随动，如此形成随动式稳流封液，有利于保本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置，其特征在于：包括多工具同步协同进给装置和随动式稳流封液装置；所述多工具同步协同进给装置通过连接柱安装在机床上，包括阴极夹持架和多工具同步偏摆机构；所述阴极夹持架包括通过筒夹安装在电解液进液口管接头上的管电极，所述管电极与L型支架固定连接，筒夹螺母螺纹连接在管接头上，用于夹紧管电极；传动轴通过紧定螺钉和螺母固定在L型支架上，每个传动轴的另一端通过轴承安装于底盘上，所述轴承通过内卡簧限位；所述多工具同步偏摆机构包括固定有上下两个主带轮和主轴承座的中心主轴；多个同步轮间隔错位分布在两个所述主带轮外侧一圈，相邻两个同步轮的内侧布置有圆周阵列分布的惰轮，位于相邻两个所述同步轮的内侧的所述惰轮通过悬臂销安装在上盘和底盘上；所述惰轮安装于悬臂销上，悬臂销固定在底板上，底板通过螺钉分别安装在上盘和底盘上，底板开有腰型槽，能够前后滑动，通过调整底板的位置能够实现环形双面齿同步带的张紧和松弛；所述上盘的同步轮连接有第一传动轴，第一传动轴通过轴承座安装在上盘上，并伸出底盘的底面后安装L型支架；底盘的同步轮连接有第二传动轴，第二传动轴通过轴承座安装在底盘上，并伸出底盘底面后安装L型支架；管电极通过筒夹安装在电解液进液管接头上，并固定在L型支架上；环形双面齿同步带从主带轮穿过，并依次连接每一个同步轮和惰轮，当中心主轴转动时能够带动多个同步轮转动，同时将运动传递至传动轴上。2.根据权利要求1所述的整体叶盘高效电解开槽加工的夹具装置，其特征在于：所述随动式稳流封液装置包括底座、顶部盖板、叶盘压板、夹具盘、侧面挡板、金属压板和电磁铁；所述底座固定在机床上，其上表面设置有圆周均布的槽口；顶部盖板为辐板式结构，留有圆周阵列的空腔，用于容纳工具电极，空腔的顶部开有出液缝；侧面挡板为桶状，设有圆周均布的孔状结构，用于伸入工具电极；夹具盘为中空结构，用于容纳电磁铁；金属压板通过螺钉连接在顶部盖板上，所述金属压板的下表面为吸附面；电磁铁的上表面为吸附面，通过控制通断电能够实现电磁铁的充断磁；所述顶部盖板外圆面直径大于整体叶盘工件外圆面直径，所述侧面挡板与顶部盖板外圆面贴合，所述侧面挡板与整体叶盘工件外圆面之间留有缝隙。3.一种整体叶盘高效电解开槽加工方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：安装夹具盘和电磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱荻，段双陆，刘嘉，
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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