工件斜置和阴极带凹槽的电化学加工机床制造技术

这种电化学加工机床用于加工涡轮机整体转子的翼型叶片．一个携带着转子的轭组件转动使转子中心平面相对机床的中心平面和在电解腔中加工位置的阴极偏斜．在阴极和工件向加工位置联系运动及阴极前进期间，阴极凹槽不接触地收入毗邻的叶片，一个旋转销和锁紧机构锁住轭组件．在阴极多向运动时，中心平面和阴极凹槽的角关系使得能够充分接近被多向运动的阴极加工的叶片．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对工件进行电化学加工的机床和方法，更具体地说涉及对一种带有旋转对称的中央轮毂及围绕轮毂圆周分布的径向伸出的附属部(例如翼型)进行电化学加工的机床和方法。电化学加工(ECM)是一种公知的加工金属工件的方法，并且过去已被用于加工附在一个中央圆柱形轮毂上并围绕轮毂径向伸出的单个叶片和复杂的翼型叶片的复杂翼形。加工一个整体叶片式燃气轮机转子或叶轮的从中央轮毂伸出的单个叶片的ECM装置示于1970年8月11日公告的Stark等人的美国专利第3523876号;1973年1月30日公告的Stark等人的美国专利第3714017号;和1974年4月9日公告的Kawafune等人的美国专利第3803009号。在这些专利中，翼型完全是用ECM方法从一个圆柱形毛坯或盘形材料加工出的。1966年11月29日公告的Trager的美国专利第3288699号说明了一种同时加工与一个透平叶轮毛坯或盘成为整体的多个翼型的ECM装置，其中当阴极轴向前进时，工件(透平叶轮毛坯)转过一选定的角度使翼型在被阴极加工时形成曲线。1976年7月20日公告的Lucas的美国专利第3970538号叙述了一种加工与中央轮毂整体铸造的翼型叶片的有尺寸余量的进气边和出气边以形成燃气轮机的整体叶片式转子的ECM机床。公开了一种对进气边和出气边进行ECM加工的特殊阴极结构。其他的先有技术都采用了从一件加长毛坯加工出多个翼型叶片或一次加工一个单个翼型的ECM装置。例如，1981年3月17日公告的Wilson等人的美国专利第4256555号说明了用对置的阴极电化学加工一个单个翼型叶片预成形坯，阴极被一般机床上的杆或动臂推动朝着叶片预成形坯的两侧面运动。过去，采用一个伺服电机驱动的一个滚珠丝杠副驱动每个其上带阴极的杆。在该专利中，阴极杆被与叶片中心线成45°角沿两相对方向驱动。1967年3月14日公告的Goodwin的美国专利第3309294号说明了使燃气轮机的轴流压气机的一个单个金属翼型叶片成形的ECM装置。1977年10月4日公告的Schrader的美国专利第4052284号说明了一种至少使一个工件上的多个翼型部分成形的ECM装置。该装置包括多个可单独运动的电极，每对电极可沿与工件侧面成一锐角的轨迹运动。1977年11月8日公告的Schrader的美国专利第4057475号叙述了一种在一个单个工件上形成多个翼面的ECM方法。1976年9月11日公告的Schrader的美国专利第4167462号叙述了一种带有被多个相同的液压泵驱动的多个电极的ECM机床的控制系统。1982年10月23日公告的Sanders的美国专利第360114号公开了一种采用往复运动的阴极结构的ECM机床及方法。1985年3月12日公告的Inoue的美国专利第4504721号说明了一台在一个工件中形成一个三维空腔的多轴放电机床。本专利技术设想了一种用于对某类工件进行电化学加工的装置，这类工件带有从其上伸出并围绕其分布的附属部，在这种装置中有把单个附属部放置在电解腔中工件加工位置、把工件和阴极装置布置在电解腔中并在工件加工位置相互成一斜角的装置，其中的阴极装置包括在其上的凹槽装置，用以当单个附属部被定位在工件加工位置时不接触地收容一个与单个附属部毗邻的附属部，以便使整个阴极接近单个附属部进行加工。当工件进行加工时，毗邻的附属部被不接触地保留在凹槽装置中。还有当工件定位时使阴极装置相对于工件加工位置运动的装置。在本专利技术的一个典型的实施例中，一个滑台装置以一个与和工件加工位置有关的阴极中心面成一定斜角的关系铰支工件，并把工件附属部以上述角度在电解腔中定位。滑台包括一个轴销和一个夹紧机构，该夹紧机构可被可放松地锁定在选定的中心平面角上。当工件附属部在腔中定位时，在电解腔中对置的带凹槽的阴极可沿互相对着并且朝着选好的单个工件附属部的各自侧面的各自的方向，并沿与它垂直的其他方向运动。阴极上的凹槽不接触地收容与待加工的单个附属部毗邻的工件附属部。在加工过程中当阴极从阴极开始加工位置向阴极终了位置运动的过程中，毗邻附属部分与阴极不接触地保留在阴极凹槽中。工件中心平面角和阴极的多向运动的复合，同时每个阴极带有一个不接触地收容毗邻附属部的凹槽，使得阴极能充分接近单个工件附属部的各自侧面以对它的整个侧面进行加工。最好，在凹槽中有电绝缘装置以防止电流在毗邻的附属部和毗邻阴极之间流动。图1是燃气轮机整体叶片转子(IBR)的透视示意图。图2是图1中一部分的俯视图。图3是显示了IBR及其中心面与阳极中心面和机床中心面的空间关系的示意透视图，并显示了接近被加工翼型叶片A的困难方面。图4是把带有整体预成形有余量尺寸的翼型叶片电化学加工到最后尺寸的本专利技术的机床的正视图。图5是图4中沿箭头5方向的侧视图。图6是图4中沿箭头4方向的俯视图。图7是沿箭头7方向的机床一部分的放大侧视图。图8是图4中一部分的放大正视图。图9是图8的一部分剖开的侧视图。图10是去掉一些零件且其他零件剖开以显示X轴滑台驱动的图7的放大图。图11是图3中另一部分的放大正视图，其中一部分被剖开。图12是图11中一部分沿箭头12方向的视图。图13是沿图11线13所取的剖视图。图14是图11中去掉了阴极结构和某些卡紧特征的部分，沿箭头114方向的放大侧视图。图15是图14沿箭头15方向部分剖开的视图。图16是图14中16部的放大图。图17是电解腔和垂直滑动轭部分破开后的图14的一部分的放大视图。图18是图17中箭头18方向的视图。图19是沿图18线19方向的剖视图。图20是图18的侧视图。图21是图18沿线21的剖视图。图22是沿图17的线22的剖视图。图23是沿图22箭头23的剖视图。图24是密封护罩的正视图。图25是密封护罩的仰视图。图26是沿图24中线26的剖视图。图27是沿图26中线27的剖视图。图28是另一个实施例的与图26相似的剖视图。图29是内凹阴极部件的正视图。图30是外凸阴极部件的正视图。图31是图29所示内凹阴极的俯视图。图32是图30所示外凸阴极的俯视图。图33是顶部密封块的侧视图。图34是图33的俯视图。图35是图34的端视图。图36是图35的透视图。图37是结构34的沿图22中线37的局部剖视图。图38是与分度器轴652啮合的导电卡子的俯视图。图39是图38的仰视图。图40是图38的局部剖开的侧视图。图41是卡子本身的正视图。图42是表示了阴极参考中心线R1和R2典型运动的阴极和IBR的透视图，也表示了在其侧伸时中心线R2的运动分为右X和Y轴分量这种双向运动的ECM方法中IBR的运动。图43是IBR的局部剖视图。图44是从叶片16′顶部向根部看过去的视图，与阴极位置重迭以显示在协调位置时它们之间的相对空间关系。图45与图44相似，但是阴极和IBR都位于阴极工作位置。图46与图44和图45相似，但是阴极处于完工位置。图47是显示加工后的叶片的从顶部到根部方向的视图。图1和图2中显示了一个燃气轮机的整体叶片式转子10(以下用IBR表示)。IBR10包括带一个通孔14的一个圆柱形中央轮毂12，该通孔用于承装一根轴(未示出)，如已公知的那样靠此轴把IBR固定在燃气轮机的压气机部分，以便绕其纵轴R旋转。从轮毂上径向伸出并且沿圆周方本文档来自技高网...

【技术保护点】
在对一种具有从其上伸出并围绕其分布的附属部的工件进行电化学加工的装置中，组合了形成一个电解腔的装置，把一个单个的附属部作为一个阳极在电解腔中定位于工件加工位置而一个毗邻的附属部伸进电解腔中的装置，可在电解腔中运动并有一个与处于工件加工位置的单个附属部有间隔地面对的内工作面和另一个与该内工作面垂直延伸的面的阴极装置，使上述阴极装置和工件在工件加工位置成一斜角关系、该内工作面在单个附属部和毗邻附属部之间的空间中、并且毗邻附属部朝着上述另一个面延伸的装置，上述阴极装置在上述另一个面上有位于该内工作面后面用以当阴极装置朝着工件加工位置运动而工件被定位在电解腔中的工件加工位置时不接触地收容上述毗邻附属部的凹槽装置，以及使阴极装置在电解腔中运动的装置。

【技术特征摘要】
US 1985-11-27 802,141所限定的本发明时，能作出各种修改和变化。权利要求1.在对一种具有从其上伸出并围绕其分布的附属部的工件进行电化学加工的装置中，组合了形成一个电解腔的装置，把一个单个的附属部作为一个阳极在电解腔中定位于工件加工位置而一个毗邻的附属部伸进电解腔中的装置，可在电解腔中运动并有一个与处于工件加工位置的单个附属部有间隔地面对的内工作面和另一个与该内工作面垂直延伸的面的阴极装置，使上述阴极装置和工件在工件加工位置成一斜角关系、该内工作面在单个附属部和毗邻附属部之间的空间中、并且毗邻附属部朝着上述另一个面延伸的装置，上述阴极装置在上述另一个面上有位于该内工作面后面用以当阴极装置朝着工件加工位置运动而工件被定位在电解腔中的工件加工位置时不接触地收容上述毗邻附属部的凹槽装置，以及使阴极装置在电解腔中运动的装置。2.如权利要求1所述的装置，其中使阴极装置运动的上述装置在单个的附属部在电解腔中被定位于工件加工位置时使阴极装置相对于单个附属部多方向运动。3.如权利要求1所述的装置，其中定位装置携带工件并且可绕一个与在工件加工位置的单个附属部的中心线基本同轴的轴销相对于电解腔转动。4.在一种对具有从其上伸出并绕其间隔分布的成形附属部(每个附属部有第一和第二侧面)的工件进行电化学加工的装置中，组合了形成一个电解腔的装置，在电解腔中可相对于工件加工位置运动的、对置的第一和第二阴极，把一个单个的附属部在电解腔中定位于工件加工位置、同时使单个附属部的对置侧面的毗邻附属部伸进电解腔中的装置，该装置可相对于电解腔转动以使工件在工件加工位置相对于第一和第二阴极倾斜一个角从而毗邻的附属部放在第一和第二阴极中各自的一个上面，上述第一和第二阴极可朝着上述单个附属部的各自的第一和第二侧面运动，每个阴极有一个用来定位于与在工件加工位置的工件的第一和第二侧面留有间隔的加工关系的内工作面和另一个与内工作面垂直延伸的面，每个阴极的上述另一个面上有一个位于内工作面后面的凹槽，它在工作面向与在工件加工位置的上述单个附属部成上述有间隔的加工关系运动而上述单个附属部向工件加工位置运动时及当阴极朝着上述侧面前进从而加工它时不接触地收容上述放在上面的毗邻附属部中各自的一个，以及使上述第一和第二阴极运动以便把各自的工作面置于接近工件加工位置的上述留有间隔的加工关系的装置。5.在一种对具有从中央轮毂伸出并绕其间隔分布的成形附属部(每个附属部有第一和第二侧面)的工件进行电化学加工的装置中，组合了形成一个电解腔的装置，相对于电解腔中的工件加工位置确定了一个阴极中心面的在电解腔中对置的第一和第二导电阴极，可朝着电解腔运动以便把单个附属部作为一个阳极在电解腔中定位于工件加工位置、同时，单个附属部的中心线在第一和第二阴极之间而单个附属部的对置侧面的毗邻附属部伸进电解腔中的滑台装置，上述滑台装置包括可绕一个在工件加工位置的单个附属部的中心线基本同轴的轴销转动以便使工件中心面相对于阴极中心面倾斜从而使毗邻附属部放在第一和第二阴极中各自的一个上面的铰支装置，上述第一和第二导电阴极可朝着上述单个附属部的各自的第一和第二侧面运动，每个阴极有一个用来定位于与在工件加工位置的第一和第二侧面中各自的一个成留有间隔的加工关系的工作面和另一个与内工作面垂直延伸的面，每个阴极的上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德穆德R海恩曼，
申请(专利权)人：埃克斯塞尔奥公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]