用于放电加工的方法和设备技术

处理诸如用于燃气涡轮发动机的涡轮叶片（４，２２，５３）的构件需要形成孔（５９）和其它造型。已知的是使用放电加工过程来在工件中产生这种孔（５９）和孔口。对于避免短路和／或电弧放电以及允许进行快速处理而言，重要的是要移除碎屑。使用高压电介质流体流（７，３７，５６）会减少碎屑积聚，但是仍然可导致短路切换或者可中断持续的过程。通过提供振动－尤其是超声波振动，在加压电介质流体流（５６）内引起了空穴，以增强碎屑移除，且因此改进了持续的加工过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于放电加工的方法和设备本专利技术涉及放电加工，且更具体而言涉及用于在用于诸如燃气涡轮发动机的叶片 的构件中形成孔的所谓的高速放电加工(HSEDM)。关于通过电火花腐蚀处理工件来使用放电加工。工件和电极在它们之间大体提供 有电介质流体，从而使得通过电能的周期性脉冲发生电火花腐蚀，以便腐蚀工件，以及由此 产生腔体或孔，或者以别的方式使工件成形。为了提供电火花腐蚀，工件和电极必须没有物 理接触，且通常通过适当的传感器和伺服电动机控制器来保持间隙。将理解的是必须从腐 蚀部位移除腐蚀碎屑，且在传统的放电加工期间，这通常需要收缩循环。一种备选方案是所谓的高速放电加工(HSEDM)。在高速放电加工中，使用高压电介 质流体泵，以便在存在于工件和电极之间的间隙中的电介质流体中保持70至100巴左右的 压力。由于电介质流体的高压的存在，该过程比传统的放电加工(EDM)高效得多，从而允许 更快地移除碎屑，使得腐蚀速率大得多。还将理解，对于高速放电加工，在单个工具支架中 使用多个电极是可行的，以允许同时且通常并列地执行若干腐蚀和加工过程。对于高速放 电加工，在腐蚀的阶段之间不需要收缩循环来排出碎屑，因为在工件和电极之间的间隙中 的高压电介质流体流对于移除腐蚀过程所产生的碎屑更加高效。对于高速放电加工，通常 只是以根据加工过程实现期望的材料腐蚀和移除速率所必须的速度来向前进给电极。将理 解的是，持续的操作产生了快得多的加工过程。在附图中，附图说明图1示意性地示出了典型的高速放电加工装置。装置1包括对工件4 提供电极3的电极支架2。通过发生器5来提供放电，从而使得将腔体或孔钻削或形成或 加工到工件4中。根据高速放电加工，在由电极3和工件4之间的间隙逐渐限定的腔体或 孔内提供处于比较高的压力(70至100巴)的电介质流体。通过泵6实现这个高压电介 质流，泵6激励电介质流体供应7，以强制电介质处于压力下，如在电极3和工件4之间的 间隙中所指示。这种高压会冲刷和移除由放电过程引起的碎屑。如上文所指出，伺服电动 机8或其它器件强制电极3进行持续移动。通过监测间隙电压，伺服电动机8可保持大小 恒定的间隙。如果间隙中存在连续的碎屑积聚，电动机8就将收缩电极3，以避免短路。但 是，由于高压电介质流体流，存在碎屑的迅速移除，且因此一般不需要如同传统的放电加工 一样具有电极的收缩循环以便允许进行冲刷。在这样的情况下，在事件的正常过程中，伺服 电动机8将只是使电极以跟得上材料移除和/或腐蚀的期望速率所必需的任何速度向下移 动。伺服电动机8的恒定移动允许进行快速钻削，但是如果钻削太快，就存在增大的短路可 能性。在这样的情况下，伺服电动机8收缩，以允许消除电气短路和碎屑，以及最终为腐蚀 重新建立正确的间隙大小。已经针对在用于燃气涡轮发动机的涡轮叶片中形成孔和其它特征而使用了高速 放电加工，尤其是钻削。关于孔几何结构和表面完整性，诸如涡轮叶片的这些构件具有非常 严格的要求。但是，高速放电加工易受高生产成本的影响，且在用以形成孔的典型的穿过时 间、电极磨损和对构件进行再加工的必要性方面具有较大的差异。具有大于100%的相对电 极磨损因素并不鲜见，也就是说必须使电极腐蚀比钻削或腐蚀深度更大的长度。这种因素 还增加了生产复杂性。将理解的是，所指出的高速放电加工是不一致且相对不可预测的，从而导致循环时间和电极磨损(不管是标记为“现有技术”的图2中所描绘的纵向的、渐缩的 还是差异性的磨损)的较大差异。在这样的情况下，过程的继续执行取决于操作者的实际 经验和这种非常熟练的操作者在适当的时候所使用的干预措施。关于单个电极，电极由于放电加工过程而渐缩是普遍的。对于与高速放电加工一 起使用的多电极工具，除了电极的渐缩磨损之外，还已知单独的电极会差异性地磨损。在这 样的情况下，变得渐缩的电极产生在出口端处具有约束的渐缩孔。多电极工具中的不均勻 的电极将导致一些电极不完全地穿透工件及穿过剩余的闭塞孔。另外，如果伺服电动机需 要将电极进给得更深以完成孔的形成，则多个电极中的一些中的过量的电极长度在许多情 况下可引起后壁冲击腐蚀，且从而损害构件的其它部分。在图3中示出了这种后壁冲击腐 蚀。如可以看到的，沿方向20钻削孔21。如果电极穿过孔21，且继续腐蚀构件22，则将存 在后壁冲击腐蚀23。虽然高速放电加工是有利的，但是关于钻削成具有比较大的长度-直 径比率的孔，仍然可存在问题。根据本专利技术的各方面，提供了一种用于放电加工的方法，包括对工件提供电极、使 得在该电极和工件之间有间隙，以通过放电实现腐蚀，该间隙填充有处于70至100巴的范 围中的压力的电介质流体，电极和/或工件可移位，以在使用时在电极磨损且加工工件时 保持间隙，该方法的特征在于，工件和/或电极和/或电介质流体的组件经受振动，以在间 隙中的电介质流体内引起空穴。或者，根据本专利技术的各方面，提供了一种放电加工装置，包括电极、电极件支架、用 以在使用时在电极和工件支架中的工件之间保持间隙的驱动机构、布置成以便在间隙中提 供电介质流体流且在间隙中将电介质流体保持在70至100巴的压力处的电介质源，该装置 的特征在于，该装置包括振动源，以在使用时对工件和/或电极和/或电介质流体的组件提 供振动激励，以便在间隙中的电介质流体内引起空穴。通常，振动是超声波。通常，腐蚀在工件内产生腔体。大体上，腐蚀是持续性的。通常，振动是固定的或 者可在一定频率范围内变化。可行的是，振动可在该频率范围内手动地调节。或者，该装置 或方法结合了用以确定腐蚀因素的传感器，且存在控制器，该控制器用以从传感器接收作 为腐蚀因素的指示的信号，以及取决于腐蚀因素的指示和待加工的工件的质量/几何结构 来调节振动的频率。通常，在伺服电动机上提供电极，以允许电极相对于工件移动。可行的是，工具支 架提供单个电极。或者，工具支架提供多个电极。现在将以实例的方式且参照附图来对本专利技术的各方面进行描述，附图中图1示意性地示出了典型的高速放电加工机械装置；图2a和2b显示了现有技术的经磨损的电极；图3显示了穿过具有不合需要的后壁腐蚀的涡轮叶片的截面；图4提供了关于腐蚀的放电加工过程的各阶段的示意图；图5是根据本专利技术的各方面的放电加工机械装置的示意图；以及图6是比较现有技术的放电加工和根据本专利技术的各方面的放电加工的腐蚀深 度-处理时间的图解表示。如上文所指出，为了实现适当的加工速度以及与这种加工过程的一致性，碎屑移除是重要的。通过在火花之间的时间中由电介质冲出碎屑来移除碎屑。在图4中显示出了 此过程。当由于火花放电造成的高温产生了图4a所示的气泡时，此气泡将内爆，如图4b所 示。被称为“休止时间”的火花之间的时间应当足够长，以允许电介质流体进行冲刷，以移除 碎屑。“休止时间”将决定放电加工的整个钻削循环时间。缺乏足够的碎屑移除将导致循环 时间增加。另外，不良的碎屑移除会增大渐缩形式的电极磨损。如可在图4a中看到的，电 极30关于工件表面32具有间隙31。在放电期间，等离子通道33从工件表面32中产生碎 屑34，以及释放一些电极碎屑35。由于火花33的热，在电介质流体37内产生气泡36。如 之前所指出，此电介质流体37在高速电介质放电加工期间以70至100巴的比较高的压力 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于放电加工的方法，包括对工件（４，２２，３２，５３）提供电极（３，３０，３９，５２）、使得在所述工件（４，２２，３２，５３）与所述电极（３，３０，３９，５２）之间有间隙，以通过放电来实现腐蚀，所述间隙填充有处于７０至１００巴的范围中的压力的电介质流体（７，５６），所述电极和／或所述工件可移位，以在使用时在所述电极磨损且加工所述工件时保持所述间隙，所述方法的特征在于，使所述工件（５３）和／或所述电极（５２）和／或所述电介质流体（５６）的组件经受振动，以在所述间隙中的所述电介质流体内引起空穴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：FN莱奥，A埃克西达奇斯，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]