一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片制造技术

一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，包括叶根、叶向同步锥轴、叶座、叶片体、叶冠；其特征在于：所述叶根包括锐角边根枝、根枝槽、内根枝、钝角边根枝槽、钝角边根枝、竖向平行平面、斜横向平行波纹面；有益效果：1.由于叶根的体积与质量的减少，能使航空发动机的重量减轻；自重减轻，促进航空发动机的推进效率提高；负荷减轻，使航空发动机的故障率下降和使用寿命提高；能使航空发动机的燃料消耗减少，节约能源，降低污染；2.先进替代现有技术电解加工时，主轴拖板与工件用螺栓安装固定，加工后再拆卸螺栓复位主轴拖板，再安装下一个工件加工的繁琐工作；方便快捷定位主轴拖板组件与工件的先进效果；提高加工速度，提高加工效率。提高加工效率。提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片


[0001]本专利技术涉及一种航空钛铝单晶叶片，尤其是一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片。

技术介绍

[0002]航空发动机作为飞机的心脏,其研制与生产是一项系统工程,从某种程度上代表了一个国家的科技水平；近年来,我国航空航天事业取得了突飞猛进的发展,新一代飞机陆续研制,航空发动机的研制工作也获得了长足的进步,其中航空发动机制造技术一直扮演了重要的角色；而在发动机的各部件中,叶片是最为重要的零部件之一,由于其作用突出、结构特殊、叶型扭曲等特点,给制造带来了诸多困难,多年来一直成为生产部门研究攻关的重点；随着新一代航空发动机对推重比越来越高的要求,特别是叶片，目前大多数叶片采用钛铝合金、高温合金等难加工材料制造,且由于叶片的结构复杂，硬度高,曲面形状特殊,前后缘尖锐、扭曲,精度要求严苛等因素,使钛铝合金叶片的制造难度非常大,给加工制造提出了许多新的挑战。
[0003]在众多的制造技术中,电解加工技术因其自身所具有的无工具损耗、不受金属材料本身力学性能的限制、加工效率高等特殊优点,正好与叶片制造中材料特殊、加工困难以及加工等特点相吻合,使其成为航空钛铝单晶叶片制造的优选方案之一。
[0004]电解加工是一种利用电化学阳极溶解的原理去除材料的加工方法，属于特种加工领域；电解加工具有加工效率高、表面质量好、无电极损耗、加工范围广等优点；随着电解加工技术研究的深入，电解加工精度和稳定性得到很大程度的提高，应用也越来越广泛，尤其适用于航空发动机叶片精度高难加工的需要；然而，电解加工的阳极溶解过程十分复杂，特别是主轴加工基准的定位工装的方式方法多种多样，其结构复杂，使得加工速度和效率受到了很大的限制；所述电解加工有待提高的方面还有：在实际生产中，工件夹具的结构复杂，在使用时，工件的装卸与操作方法繁琐等等问题是造成航空发动机叶片电解加工生产效率低，生产周期长的主要原因，因而使批量生产的成本较高，造价高，特别是批量越小，单件制造的成本更高。
[0005]因此研究航空钛铝单晶叶片的精密电解加工是一项很有意义的课题与美好工作。
[0006]航空钛铝单晶叶片从材料的特性上降低了密度、提高了结构强度和耐高温系数，但人们更希望能在结构的设计上有更好的突破，多少年来航空发动机叶片的轻量化一直是人们不断追求和挑战的高技术，为此我们也进行了多年的攻关研发、设计与试验，并将优选提供一种结构最佳的叶片设计方案，希望能够对我国航空事业发展起到突出的推进作用。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，能够解决
技术介绍
中提及的问题。
[0008]本专利技术解决其技术问题的重点技术方案是：1.根据航空钛铝单晶叶片的轻量化需求，我们对航空钛铝单晶叶片的叶根部分进行了若干次设计与试验，最终优选出一种叶根空隙结构设计方案，用以进一步降低航空钛铝单晶叶片自重，解决航空钛铝单晶叶片轻量化的问题；2.为了实现叶根空隙结构，我们从模具入手，将阴极模具设计成左右两个部分，在左右模具中设有多个抽空结构，通过电解加工后使航空钛铝单晶叶片的叶根形成有多个根枝槽与内根枝，从而使航空钛铝单晶叶片的叶根有许多空隙；3.再根据电解加工的特性，对主轴加工基准的定位工装与工件夹具的方式结构进行优化，设计快捷的主轴加工基准快速定位装置、工件快夹装置，用以提高电解加工的效率与质量。
[0009]叶片的设计，所述本专利技术一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，包括叶根、叶向同步锥轴、叶座、叶片体、叶冠；其特征在于：所述叶根包括锐角边根枝、根枝槽、内根枝、钝角边根枝槽、钝角边根枝、竖向平行平面、斜横向平行波纹面；即所述叶根设有多个根枝槽、多个内根枝，所述多个根枝槽与多个内根枝间隔分布使叶根形成空隙体；所述根枝槽与内根枝宽度比例为1
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1.5比1
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1.5，其优选比例为1比1；阴极模具，所述阴极模具包括左模电极、右模电极；所述左模电极包括左模具体、叶座模凹槽Z、锐角边根枝模凹槽Z、根枝槽模凸体Z、内根枝模凹槽Z、钝角边根枝槽模凸体Z、钝角边根枝模凹槽Z、叶座飞边B模凹槽Z、叶向同步锥轴模孔Z、工件凹槽Z、左模安装扣；所述左模安装扣设置在左模具体的左端，用于与左给进轴连接；所述右模电极包括右模具体、叶座模凹槽Y、锐角边根枝模凹槽Y、根枝槽模凸体Y、内根枝模凹槽Y、钝角边根枝槽模凸体Y、钝角边根枝模凹槽Y、叶座飞边B模凹槽Y、叶向同步锥轴模孔Y、工件凹槽Y、右模安装扣；所述右模安装扣设置在右模具体的右端，用于与右给进轴连接。
[0010]所述左模电极装置在电解加工系统的左给进轴的右端，所述左模电极的电气连接连接方式为：左模电极连接左给进轴，左给进轴连接电解加工系统机架，电解加工系统机架连接电解电源；所述右模电极装置在电解加工系统的右给进轴的左端，所述右模电极的电气连接连接方式为：右模电极连接右给进轴，右给进轴连接电解加工系统机架，电解加工系统机架连接电解电源；精密电解机床，本专利技术的一种生产航空钛铝单晶叶片的精密电解加工机床，包括机床壳、系统触控屏、精密电解加工系统、操作面板、控制面板、电解液输出管、电解液输入管、活动门、右面板、机脚、座架、左面板、电解电源、控制电源；其特征在于：所述精密电解加工系统包括电解加工系统机架、主轴快捷夹具系统、主轴拖板组件、叶片工件、左轴驱动装置、左给进轴、左模电极、电解反应箱、右模电极、阴极接线桥组件、右给进轴、右轴驱动装置、主轴加工基准快速定位装置A、主轴加工基准快速定位装置B；所述电解加工系统机架的中部装置有电解反应箱，所述电解反应箱的前对面装置有主轴拖板组件，在主轴拖板组件与电解反应箱之间的两侧分别装置有主轴加工基准快速定位装置A、主轴加工基准快速定位装置B；工件夹具，所述主轴快捷夹具系统包括绝缘套、工件夹轴、密封圈、顶簧螺栓、顶
簧、绝缘套锁销、夹轴座、快夹装置、顶销、平行垫套、平行连接螺栓；其特征在于：在工件夹轴中装置有快夹装置、顶簧螺栓、顶簧、顶销；所述快夹装置用于快捷装夹叶片工件；所述顶簧螺栓、顶簧、顶销用于活动弹性顶置快夹装置偏置在右侧，便于叶片工件的快捷装卸；所述快夹装置包括丝轴、丝套挡圈、丝套法兰座、丝套、梯形座片、梯形座片调节螺栓、快拉梯形长片、连接螺栓销、法兰座螺栓；所述梯形座片与快拉梯形长片的右上部斜平面接触；所述快拉梯形长片与丝轴用连接螺栓销活动连接；所述丝轴与丝套螺旋连接，转动丝套能够推动丝轴从而推动快拉梯形长片上下运动，从而使快拉梯形长片在梯形座片的作用下逐渐向左或向右偏置；当快拉梯形长片向上推进时，所述快拉梯形长片即向右偏置，当快拉梯形长片向下推进时，所述快拉梯形长片即向左偏置；所述工件夹轴包括轴根、轴台、锁销孔、顶簧孔、夹轴体、工件座孔、梯形座片调节孔、快拉通道；其特征在于：在工件座孔的底面向下设有快拉通道，所述快拉通道是与工件座孔的底面垂直的长方形的通孔；在所述快拉通道的左侧设置有顶簧孔，所述顶簧孔用于装置顶簧螺栓、顶簧、顶销；在所述工件座孔的右侧设置有梯形座片调节孔，所述梯形座片调节孔用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，包括叶根（341）、叶向同步锥轴（342）、叶座（343）、叶片体（344）、叶冠（345）；其特征在于：所述叶根（341）包括锐角边根枝（3411）、根枝槽（3412）、内根枝（3413）、钝角边根枝槽（3414）、钝角边根枝（3415）、竖向平行平面（3416）、斜横向平行波纹面（3417）。2.根据权利要求1所述的一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，其特征在于：所述叶根（341）包括锐角边根枝（3411）、根枝槽（3412）、内根枝（3413）、钝角边根枝槽（3414）、钝角边根枝（3415）、竖向平行平面（3416）、斜横向平行波纹面（3417）、一波谷（3418）、一波峰（3419）、二波谷（3420）、二波峰（3421）、根尖（3422）。3.根据权利要求1所述的一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，其特征在于：所述叶根（341）设有多个根枝槽（3412）、多个内根枝（3413），所述多个根枝槽（3412）与多个内根枝（3413）间隔分布使叶根（341）形成空隙体。4.根据权利要求1所述的一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，其特征在于：所述根枝槽（3412）与内根枝（3413）宽度比例为1
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1.5比1
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1.5。5.根据权利要求1所述的一种基于精密电解加工的航空钛铝单晶叶片，其特征在于：所述根枝槽（3412）设置在叶根（341）的上半体与下半体中；所述上半体的根枝槽（3412）与下半体的根枝槽（3412）不相交在同一直线上；所述上半体的根枝槽（3412）与下半体的根枝槽（3412）相互错位平行排列；所述上半体的根枝槽（3412）的槽底与下半体的根枝槽（3412）的槽底有壁体隔离，其壁厚尺寸大于等于内根枝（3413）壁厚宽度尺寸的0.5倍。6.一种生产权1航空钛铝单晶叶片的精密电解加工机床，包括机床壳（1）、系统触控屏（2）、精密电解加工系统（3）、操作面板（4）、控制面板（5）、电解液输出管（6）、电解液输入管（7）、活动门（8）、右面板（9）、机脚（10）、座架（11）、左面板（12）、电解电源（13）、控制电源（14）；其特征在于：所述精密电解加工系统（3）包括电解加工系统机架（31）、主轴快捷夹具系统（32）、主轴拖板组件（33）、叶片工件（34）、左轴驱动装置（35）、左给进轴（36）、左模电极（37）、电解反应箱（38）、右模电极（39）、阴极接线桥组件（310）、右给进轴（311）、右轴驱动装置（312）、主轴加工基准快速定位装置A（313）、主轴加工基准快速定位装置B（314）；所述电解加工系统机架（31）的中部装置有电解反应箱（38），所述电解反应箱（38）的前对面装置有主轴拖板组件（33），在主轴拖板组件（33）与电解反应箱（38）之间的两侧分别装置有主轴加工基准快速定位装置A（313）、主轴加工基准快速定位装置B（314）。7.根据权利要求6所述的一种精密电解加工机床，其特征在于：所述主轴加工基准快速定位装置A（313），包括梯形柱（3131）、推离弹簧（3132）、限位顶（3133）、线圈槽（3134）、电铁芯（3135）、线圈（3136）、指示灯（3137）、定位按钮（3138）；所述梯形柱（3131）的底面为长方面、顶部为正方面、中上部截面为正方形，所述中上部截面与顶部正方面相等，共同构成四方柱体；所述四方柱体的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江，严小琳，赵严，袁明伟，苗国华，
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：