【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机用精密电解阴极加工装置，具体涉及机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置及方法。
技术介绍
1、精密电解加工是一种以阳极溶解为加工原理的非传统加工减材方法。设计出与目标结构（阴极工件）相匹配的阳极结构，通过拷贝形式，在导电材料表面制备目标结构，具体加工过程如图1所示。
2、在对开机匣的加工过程中，由于表面需要加工不同的结构，同时保证具有加强筋等固有结构的存在，需要制备满足加工结构的多种阴极。由此带来了在电解加工过程中出现多次重复性的更换安装阴极整体的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置及方法，至少解决生产效率低的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，包括
4、阴极快换转接板，所述阴极快换转接板其中一个端面加工有凹槽，该端面未加工凹槽部分设置有滑块以及定位孔，所述阴极快换转接板用于连接过渡件及加工阴极；
5、过渡件，所述过渡件为筒状结构，过渡件其中一个端面设置有滑道以及压入式弹簧钢珠；
6、所述阴极快换转接板的滑块与过渡件的滑道配合，阴极快换转接板的定位孔与过渡件的压入式弹簧钢珠配合，且阴极快换转接板与过渡件的连接处螺纹连接有固定环。
7、所述阴极快换转接板的截面以及过渡件的截面为圆形。
8、所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分对称开设有定
9、所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分以两个定位孔圆心的连线为对称中心线，对称布置有滑块。
10、所述过渡件其中一端对称设置有压入式弹簧钢珠，压入式弹簧钢珠为两个，以两个压入式弹簧钢珠球心连线为对称中心线，在所述过渡件上对称设置有滑道。
11、所述阴极快换转接板的表面涂覆有绝缘涂层或加盖有绝缘罩。
12、所述固定环外圆面套装有密封圈，固定环内圆面加工有内螺纹。
13、采用机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置进行加工的方法，包括以下步骤：
14、步骤1，建立加工阴极模型
15、依据要加工的阴极型面特征（曲面或平面），通过nx软件设计具有相应型面的加工阴极模型，同时考虑加工阴极模型中阴极型面中出水口处的流场速度，以整个阴极型面的出水口处流场速度分布均匀为目标进行结构设计；
16、步骤2，流场仿真
17、将步骤1建好的加工阴极模型导出保存为comsol multiphysics软件可识别的文件类型；随后在comsol multiphysics软件中输入具体的现场加工参数，对加工阴极模型的边界条件进行设定；为使得流程仿真结果收敛且满足实际加工条件，注意初始速度的条件输入、网格的细化区分程度及函数的选取；
18、根据雷诺数选择层流或是湍流模型，并根据电解加工中电解阳极溶解原理、质量守恒定律以及能量守恒定律，选择相应的物理场，其中物理场包括电化学场、流场、气泡场、温度场；根据实际仿真需求及电脑计算能力情况对物理场进行简化，选择其中主要的物理场进行流场仿真，以此达到流场仿真结果的快速反馈；
19、设定好参数之后就可以通过comsol multiphysics软件的“研究”选项进行仿真；
20、步骤3，加工阴极模型优化
21、依据步骤1和步骤2中的加工阴极模型及流场仿真结果，对加工阴极模型中的湍流区或死水区进行优化，避免在湍流区或死水区存在流场；
22、步骤4，除加工阴极外工装其他部件设计
23、依据使用的电解机床连接位置，设计出设备-阴极连接座；同时设计出阴极快换转接板、固定环、过渡件；
24、步骤5，部件加工
25、根据步骤3优化后的阴极模型和参数以及步骤4中的工装设计结果，通过机械加工方式，制备出具体的加工阴极的阴极型面及阴极快换转接板、固定环、过渡件及设备-阴极连接座；
26、加工过程中保证过渡件上的滑道与阴极快换转接板上的滑块的一致性，以便能够使后期安装成功；
27、为了控制导电面积，在加工完阴极快换转接板后，应对加工后阴极快换转接板表面进行绝缘处理。可通过加盖绝缘罩或是涂覆绝缘涂层；
28、步骤6，快换装置组装
29、将密封圈以及加工后的加工阴极阴极快换转接板、固定环、过渡件及设备-阴极连接座按照设计图纸和组装顺序进行安装，并与电解机床进行连接；具体为，将加工阴极、阴极快换转接板和过渡件依次连接后，通过带内螺纹的固定环对阴极快换转接板及过渡件的接缝处进行固定，防止长时间工作后，阴极快换转接板及过渡件匹配缝隙因磨损造成松动，进而影响加工效果；
30、若需要对其阴极型面更换，拆卸带有内螺纹的固定环，通过抽拉方式，在小空间内对阴极型面进行快速更换；
31、连接完成后，观察快换装置是否与电解机床存在干涉问题，如果存在干涉问题，则需要对步骤1中加工阴极模型的阴极型面以及步骤4中的阴极快换转接板的尺寸进行更改；
32、如果涉及到阴极型面出水口及腔体内的流道的变化，则需要按上述步骤1-4依次重新进行测评；
33、如果仅涉及到外部几何尺寸的变化，可在步骤6组装完成后进行步骤7；
34、步骤7，参数调试
35、按照流场仿真中设置的电解参数，进行电解机床参数输入；设置好电解参数后，观察电解液流出情况，即判断实际流场下的加工结果是否与流场仿真结果相近。具体通过实际流场加工下的电流与流场仿真结果中的电流之比即置信度，当置信度在70%~95%范围内，则说明实际加工下的加工结果与流场仿真结果相近；则对其进行预加工，设定修改阴、阳极加工间距、阴极进给速度、电解液流速和电解液压力、电解液电导率电解加工参数；
36、步骤8，零件加工
37、确定好电解加工参数的范围后，同时保证电解机床运行正常，则进行机匣型面结构的加工；对于不同的机匣型面结构，需要进行不同的阴极型面设计，即在步骤1中进行不同阴极型面结构的设计。
38、本专利技术的技术效果为：
39、1、所述的定位快换装置可以便于现场操作人员的快速更换、定位，无需对设备进行改进，并且可以在较为狭小的区域进行操作，以达到减少加工准备的辅助时间，减轻操作工人的繁冗工作，进而提高生产效率。
40、2、本专利技术解决了机匣型面加工过程中，频繁更换阴极整体的重复性问题。提出了机匣表面多型面分块阴极的电解成型定位快换装置，以替代整体式阴极在更换过程中繁琐重复的工作，达到快速定位、便捷更换、操作简单的目的。同时保证加工过程的稳定性及可控性。
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1.机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板的截面以及过渡件的截面为圆形。
3.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分对称开设有定位孔，定位孔为两个，且定位孔位于阴极快换转接板的其中一条对称中心线上。
4.根据权利要求3所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分以两个定位孔圆心的连线为对称中心线，对称布置有滑块。
5.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述过渡件其中一端对称设置有压入式弹簧钢珠，压入式弹簧钢珠为两个，以两个压入式弹簧钢珠球心连线为对称中心线，在所述过渡件上对称设置有滑道。
6.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板的表面涂覆有绝缘涂层或加盖有绝缘罩。
8.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置进行加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置进行加工的方法，其特征在于，步骤5中，为了控制导电面积，在加工完阴极快换转接板后，应对加工后阴极快换转接板表面进行绝缘处理；在阴极快换转接板上加盖绝缘罩或是在表面涂覆绝缘涂层。
10.根据权利要求8所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置进行加工的方法，其特征在于，步骤7中，判断实际流场下的加工结果是否与流场仿真结果相近，具体为通过实际流场加工下的电流与流场仿真结果中的电流之比，即是置信度，当置信度在70%~95%范围内，则说明流场仿真结果为理想状态。
...【技术特征摘要】
1.机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板的截面以及过渡件的截面为圆形。
3.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分对称开设有定位孔，定位孔为两个，且定位孔位于阴极快换转接板的其中一条对称中心线上。
4.根据权利要求3所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述阴极快换转接板端面未加工凹槽部分以两个定位孔圆心的连线为对称中心线，对称布置有滑块。
5.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位快换装置，其特征在于：所述过渡件其中一端对称设置有压入式弹簧钢珠，压入式弹簧钢珠为两个，以两个压入式弹簧钢珠球心连线为对称中心线，在所述过渡件上对称设置有滑道。
6.根据权利要求1所述的机匣表面多型面分块电解成型阴极定位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家伟，陈东，肖月，刘海波，林驰，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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