【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解加工，特别是涉及一种叶盘电解加工用多工具一体化工具及叶盘加工方法。
技术介绍
1、随着航空工业发展和高新技术进步，在航空航天发动机领域出现越来越多的难加工材料、弱刚度回转零部件，最为典型的便是整体叶盘，它们的加工效率、加工精度和表面质量对发动机的工作效率和使用寿命具有重要影响，为了满足难加工材料整体叶盘复杂型面的加工需求，现阶段通常采用粗加工、半精加工和精加工相组合的加工工艺方案，然而，这种多工序组合的工艺方案，不仅加工过程中涉及的工艺装备众多、工艺流程复杂，而且存在多次装夹和单工具加工造成的工具成本较高、加工周期长等，这严重限制了高性能整体叶盘和新型航空航天发动机的研发和批产进程，
2、电解加工是利用阳极受控电化学溶解原理实现工件材料的去除，加工过程中无工具损耗、表面质量好、适合难加工金属材料、弱刚度复杂型面的高效、低成本加工，电解加工突出的原理优势使得其成为整体叶盘的主流制造技术之一，较传统机械加工工艺来说，加工效率大幅提升，工艺成本显著降低，但值得注意的是，整体叶盘电解加工方法仍然涉及众多工艺装备、工艺流程也较为复杂，更为重要的是不同工序需要开发不同结构的工具阴极，且以单电极加工为主，对于某型号整体叶盘，粗加工需要设计一套工具阴极，精加工还需要设计一套工具阴极，粗加工结束后需要从粗加工机床上拆下整体叶盘安装到精加工机床，并且一次仅加工一个叶片，每加工一个叶片就充放一次电解液介质。而整体叶盘一圈就有八十多个叶片，劳动强度较大，加工效率低，累积误差较大，加工周期长，在一定程度上影响到产品的质量安全
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种叶盘电解加工用多工具一体化工具及使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，在整体叶盘的加工过程中，能够一次性加工多个叶片，在同一个工位内即可依次完成粗加工和半精加工过程，各个叶片的加工精度一致，加工后得到的产品质量稳定，降低后续整体叶盘精加工的难度，提升整体叶盘的加工效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种叶盘电解加工用多工具一体化工具，包括工具盘和与待加工叶盘上的叶栅通道数量匹配的阴极架，所述阴极架固定在所述工具盘上，任意一所述阴极架包括绝缘的连接板、绝缘的型面阴极基座和绝缘的粗加工阴极杆，所述型面阴极基座的两侧固定有型面整形加工阴极，所述粗加工阴极杆的端部固定有粗加工阴极。
4、优选的，所述工具盘为圆形，所述工具盘连接进给轴，所述进给轴的位置在所述工具盘的中心。
5、优选的，所述连接板的第一端与所述工具盘连接，所述连接板的第二端连接有所述粗加工阴极杆，所述连接板的第一端和第二端之间连接有所述型面阴极基座；
6、其中，所述连接板沿水平方向延伸，所述粗加工阴极杆和所述型面阴极基座的连接端均沿竖直方向设置，且所述粗加工阴极杆的底端低于所述型面阴极基座的底端。
7、优选的，所述粗加工阴极为管状电极，所述粗加工阴极的轴线平行于所述连接板的延伸方向，所述粗加工阴极朝向所述型面阴极基座，所述粗加工阴极位于所述型面阴极座下方。
8、优选的，所述型面整形加工阴极包括叶盆阴极和叶背阴极，所述叶盆阴极和所述叶背阴极为片状电极，所述叶盆阴极和所述叶背阴极分别安装在所述型面阴极基座的相对的两侧，所述叶盆阴极的形状与被加工整体叶盘的叶盆形状匹配，所述叶背阴极的形状与被加工叶盘的叶背形状相匹配。
9、优选的，所述叶盆阴极和所述叶背阴极通过螺钉固定在所述型面阴极基座的两侧。
10、优选的，所述工具盘的边缘有多个限位凹槽，所述限位凹槽的底部有贯通的工具盘螺孔和工具盘销孔，所述连接板上有贯通的阴极架螺孔和阴极架销孔，所述限位凹槽的尺寸与所述连接板的尺寸匹配，所述工具盘螺孔的位置与所述阴极架螺孔的位置对应，所述工具盘销孔的位置与所述阴极架销孔的位置对应。
11、优选的，所述粗加工阴极由铜钨合金制成，所述型面整形加工阴极由不锈钢制成。
12、本申请还公开一种叶盘加工方法，采用上述叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于，包括：
13、叶栅通道粗加工：将待加工叶盘安装于所述粗加工阴极下方，使所述粗加工阴极连接电源负极，所述待加工叶盘连接电源正极，使所述工具盘沿直线靠近所述待加工叶盘，所述待加工叶盘做旋转运动，通过所述粗加工阴极和整体叶盘之间的电化学作用实现多个叶栅通道的粗加工；
14、叶栅通道型面半精加工：断电，停止向所述待加工叶盘通电解液，使所述工具盘移动，以使得所述型面整形加工阴极运动至叶栅通道中，所述型面阴极基座的所述整形加工阴极连接电源负极，所述待加工叶盘连接电源正极，所述待加工叶盘沿第一方向做旋转运动，叶片的叶背型面逐渐靠近连接电源负极的所述型面整形加工阴极，实现多个叶片叶背型面的加工，随后，切换成所述型面阴极基座另一侧的型面整形加工阴极连接电源负极，所述待加工叶盘连接电源正极，所述待加工叶盘沿与第一方向相反的第二方向旋转，叶片的叶盆型面逐渐靠近所述连接电源负极的所述型面整形加工阴极，从而加工多个叶片叶盆型面。
15、优选的，叶栅通道粗加工时，所述工具盘通过进给轴带动向下运动，所述待加工叶盘通过旋转轴带动旋转；叶栅通道型面半精加工时，所述进给轴保持固定不动，所述旋转轴带动所述待加工叶盘沿第一方向和第二方向旋转
16、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
17、1、本专利技术提出的叶盘电解加工用多工具一体化工具是粗加工、半精加工用一体化工具结构，将粗加工阴极和半精加工阴极通过阴极架连接固定在一起，简化了阴极结构，在整体叶盘电解加工中，通过一体化工具结构的向下进给运动和整体叶盘的旋转运动即可实现叶栅通道和叶片型面的加工，提高了加工灵活性和工艺适用性；
18、2、本专利技术提出的叶盘电解加工用多工具一体化工具的叶栅通道和叶片型面的加工工序是连贯的，粗加工阴极加工出叶间通道，紧接着精加工阴极便进入通道进行型面加工，大大减少电解加工过程中对整体叶盘工件和工具阴极定位装夹的次数，减小由装夹定位产生的积累误差，提高整体叶盘的尺寸加工精度。并且能够大大减轻操作人员的劳动作业强度，解决了加工过程中劳动强度大、加工效率低的问题。
19、3、本专利技术提出的叶盘电解加工用多工具一体化工具及使用方法采用多个电极同时加工整体叶盘复杂型面，与传统的单电极逐个加工相比，可加工多个叶栅通道和叶片型面，甚至可实现一次性加工，极大地提高了整体叶盘的加工效率，大幅度缩短制造周期。
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1.一种叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：包括工具盘和与待加工叶盘上的叶栅通道数量匹配的阴极架，所述阴极架固定在所述工具盘上，任意一所述阴极架包括绝缘的连接板、绝缘的型面阴极基座和绝缘的粗加工阴极杆，所述型面阴极基座的两侧固定有型面整形加工阴极，所述粗加工阴极杆的端部固定有粗加工阴极。
2.根据权利要求1所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述工具盘为圆形，所述工具盘连接进给轴，所述进给轴的位置在所述工具盘的中心。
3.根据权利要求1所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述连接板的第一端与所述工具盘连接，所述连接板的第二端连接有所述粗加工阴极杆，所述连接板的第一端和第二端之间连接有所述型面阴极基座；
4.根据权利要求3所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述粗加工阴极为管状电极，所述粗加工阴极的轴线平行于所述连接板的延伸方向，所述粗加工阴极朝向所述型面阴极基座，所述粗加工阴极位于所述型面阴极座下方。
5.根据权利要求3所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述型面整形加
6.根据权利要求5所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述叶盆阴极和所述叶背阴极通过螺钉固定在所述型面阴极基座的两侧。
7.根据权利要求1所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述工具盘的边缘有多个限位凹槽，所述限位凹槽的底部有贯通的工具盘螺孔和工具盘销孔，所述连接板上有贯通的阴极架螺孔和阴极架销孔，所述限位凹槽的尺寸与所述连接板的尺寸匹配，所述工具盘螺孔的位置与所述阴极架螺孔的位置对应，所述工具盘销孔的位置与所述阴极架销孔的位置对应。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述粗加工阴极由铜钨合金制成，所述型面整形加工阴极由不锈钢制成。
9.一种叶盘加工方法，采用权利要求1-8任意一项所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的叶盘加工方法，其特征在于：叶栅通道粗加工时，所述工具盘通过进给轴带动向下运动，所述待加工叶盘通过旋转轴带动旋转；叶栅通道型面半精加工时，所述进给轴保持固定不动，所述旋转轴带动所述待加工叶盘沿第一方向和第二方向旋转。
...【技术特征摘要】
1.一种叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：包括工具盘和与待加工叶盘上的叶栅通道数量匹配的阴极架，所述阴极架固定在所述工具盘上，任意一所述阴极架包括绝缘的连接板、绝缘的型面阴极基座和绝缘的粗加工阴极杆，所述型面阴极基座的两侧固定有型面整形加工阴极，所述粗加工阴极杆的端部固定有粗加工阴极。
2.根据权利要求1所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述工具盘为圆形，所述工具盘连接进给轴，所述进给轴的位置在所述工具盘的中心。
3.根据权利要求1所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述连接板的第一端与所述工具盘连接，所述连接板的第二端连接有所述粗加工阴极杆，所述连接板的第一端和第二端之间连接有所述型面阴极基座；
4.根据权利要求3所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述粗加工阴极为管状电极，所述粗加工阴极的轴线平行于所述连接板的延伸方向，所述粗加工阴极朝向所述型面阴极基座，所述粗加工阴极位于所述型面阴极座下方。
5.根据权利要求3所述的叶盘电解加工用多工具一体化工具，其特征在于：所述型面整形加工阴极包括叶盆阴极和叶背阴极，所述叶盆阴极和所述叶背阴极为片状电极，所述叶盆阴极和所述叶背阴极分别安装在所述型面阴极基座的相对的两...
【专利技术属性】
技术研发人员：段双陆，刘嘉，占先代，唐波，
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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