一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置

技术领域

本发明涉及电解加工技术领域，特别是涉及一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置。

背景技术

电解加工是一种基于电化学阳极溶解原理，利用工具阴极将工件按预定的尺寸和形状加工成型的方法。在加工过程中，工件与电源正极相连，工具阴极与电源负极相连。在工件阳极与工具阴极之间保持一定的极间间隙，并在极间间隙内通入高速流动的电解液，在工件和阴极之间形成导电通路。随着阴极向工件的进给，工件材料不断溶解蚀除，电解产物被高速流动的电解液带走，当阴极进给到预定位置时，完成加工。相比传统加工技术，电解加工有着阴极无损耗、可加工范围广以及加工表面质量高等优点，因此在整体叶盘和扩压器等航空发动机零部件的加工中广泛应用。

现有技术中，整体叶盘加工叶片的电解加工设备，设有两个电解阴极，一个加工叶片叶背，一个加工叶片叶盆，两个电解阴极在驱动机构的控制下向叶片持续靠近，电解液喷至加工间隙内，在电场和流场作用下，叶片的两侧材料逐渐被电解加工而去除。然而当加工间隙过小时，电解液喷出困难，导致电解加工时的大量热量不易排出，加工间隙过小还容易造成短路导致阴极烧毁，影响生产速度和生产质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置，包括设于床身上的工装台，所述工装台可沿Y轴方向滑动，所述工装台上设有C轴，所述C轴上沿Y轴方向设有用于固定叶盘的回转轴，所述工装台上方设有支架，所述支架上设有用于驱动支架沿Z轴移动的主轴，所述支架上滑动连接有相对设置的两阴极，所述支架上设有驱动两阴极沿X轴方向相互靠近或远离的驱动组件，两所述阴极上还设有用于驱动阴极沿X轴方向往复振动的振动组件。

叶盘工件安装在回转轴上，呈竖直状态，工件连接电源正极，阴极连接电源负极，工装台沿Y轴来回滑动用于使得叶盘处于主轴下方正确的位置；主轴用于带动阴极沿Z轴即竖直方向靠近叶盘；在叶片的成型电解加工过程中，驱动组件带动两阴极相互靠近对叶片叶盆和叶背进行电解加工，叶盆和叶背阴极在振动机构的带动下，做一定振幅的往复运动，即阴极一边向叶片材料进给，一边不断地作往复振动；在阴极向叶片毛坯进给时，由于加工间隙较小，加工面积大，在某一振动周期中，阴极向叶片接近时，叶片表面材料被逐渐电解去除，阴极振离叶片时，加工间隙拉大，能迅速排除加工过程中产生的热量和电解产物，使得电解液得到有效的更新，为下一加工周期作准备。这样能有效提高加工的表面质量、成型精度等。

振动电解加工中，电解加工的电源是分时供电的，在阴极往复振动的一个周期中，阴极向叶片运动时，电源供电，且提供的是群脉冲，此时叶片毛坯表面材料发生电解加工而被逐渐去除，当阴极振离叶片时，电解加工电源停止供电，此时电解反应停止，阴极和叶片的距离拉大，便于电解产物的排出。

进一步，为了带动阴极往复振动，所述振动组件包括第一滑台和第二滑台，所述第一滑台内设有空腔，所述第二滑台设于空腔内，所述第二滑台下端连接有所述阴极，所述空腔侧壁上设有与第二滑台配合的滑轨，所述滑轨轴线沿X轴方向设置，所述第二滑台远离滑轨的一侧设有两条平行设置的限位条，所述限位条轴线沿Z轴方向设置，所述第一滑台靠近限位条的侧壁上设有振动电机，所述振动电机输出端延伸至两限位条之间，所述振动电机输出端上设有与两限位条配合的凸轮。

振动电机转动从而带动凸轮不停的转动，凸轮转动过程中，不断拨动两侧的限位条，使第二滑台在滑轨上来回滑动。

进一步，为了两阴极相互靠近对叶片叶盆和叶背进行电解加工，所述驱动组件包括伺服电机和丝杠，所述第一滑台与支架沿X轴滑动连接，所述丝杠两端与支架转动连接，所述丝杠穿过第一滑台与第一滑台螺纹连接，所述伺服电机设于支架上与丝杠传动连接。伺服电机正转和反转带动丝杠正转和反转，从而带动阴极靠近或远离叶片。

进一步，所述阴极包括C形延伸部和电极头，所述C形延伸部上端与所述第二滑台连接，所述C形延伸部下端与所述电极头连接，所述电极头上设有出水口，所述第二滑台上设有进水嘴，所述C形延伸部内设有连通进水嘴和出水口的进液通道。进水嘴设置在第二滑台上，第二滑台在做往复振动时，不会影响电解液的供给，电解液从阴极出水口喷出至加工间隙内，(加工间隙为阴极和工件阳极的之间的空隙，电解加工为非接触式加工)，打开加工电源，施加一定电压(一般14～24V，脉冲电流)，控制驱动控制两阴极相向移动，即叶盆阴极和叶背阴极同时向叶片进给，在电场和流场作用下，叶片的两侧材料逐渐被电解加工而去除。

进一步，为了在叶盘毛坯上加工出一圈叶片，两所述阴极上的电极头一个与叶片叶背配合，另一个与叶片叶盆配合。两阴极相互配合即可加工出一个叶片，回转轴旋转一定角度，即可在叶盘毛坯上加工出一圈叶片。

进一步，所述工装台为大理石等平整度高和结构强度高的不导电材质。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置，采用阴极上设置振动组件与驱动组件，叶片加工过程中，阴极振动向叶片接近时，叶片表面材料被逐渐电解去除，阴极振离叶片时，加工间隙拉大，能迅速排除加工过程中产生的热量和电解产物，使得电解液得到有效的更新，防止阴极被烧坏，有效提高叶盘叶片的加工质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明最佳实施例的结构示意图；

图2是图1中A的放大示意图；

图3是振动组件的结构示意图。

图中：1、工装台，2、C轴，3、叶盘，3-1、叶片，4、支架，5、主轴，6、阴极，6-1、C形延伸部，6-2、电极头，7、第一滑台，8、第二滑台，9、滑轨，10、限位条，11、振动电机，12、凸轮，13、伺服电机，14、丝杠，15、进水嘴。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-3所示，本发明的一种整体叶盘的振动式电解成型加工装置，包括设于床身上的工装台1，所述工装台1为大理石材质，所述工装台1可沿Y轴方向滑动，所述工装台1上设有C轴2，所述C轴2上沿Y轴方向设有用于固定叶盘3的回转轴，所述工装台1上方设有支架4，所述支架4上设有用于驱动支架4沿Z轴移动的主轴5，所述支架4上滑动连接有相对设置的两阴极6，两阴极6分别于叶片3-1的叶背和叶盆配合，所述支架4上设有驱动两阴极6沿X轴方向相互靠近或远离的驱动组件，两所述阴极6上还设有用于驱动阴极6沿X轴方向往复振动的振动组件。

所述振动组件包括第一滑台7和第二滑台8，所述第一滑台7内设有空腔，所述第二滑台8设于空腔内，所述第二滑台8下端连接有所述阴极6，所述空腔侧壁上设有与第二滑台8配合的滑轨9，所述滑轨9轴线沿X轴方向设置，所述第二滑台8远离滑轨9的一侧设有两条平行设置的限位条10，所述限位条10轴线沿Z轴方向设置，所述第一滑台7靠近限位条10的侧壁上设有振动电机11，所述振动电机11输出端延伸至两限位条10之间，所述振动电机11输出端上设有与两限位条10配合的凸轮12。

所述驱动组件包括伺服电机13和丝杠14，所述第一滑台7与支架4沿X轴滑动连接，所述丝杠14两端与支架4转动连接，所述丝杠14穿过第一滑台7与第一滑台7螺纹连接，所述伺服电机13设于支架4上与丝杠14传动连接。

所述阴极6包括C形延伸部6-1和电极头6-2，所述C形延伸部6-1上端与所述第二滑台8连接，所述C形延伸部6-1下端与所述电极头6-2连接，所述电极头6-2上设有出水口，所述第二滑台8上设有进水嘴15，所述C形延伸部6-1内设有连通进水嘴15和出水口的进液通道。

工作过程：

将叶盘3毛坯安装在C轴2的回转轴上，工装台1沿Y轴移动，使叶盘3移至阴极6下方，主轴5带动阴极6下降，在叶片3-1的成型电解加工过程中，支架4两侧的伺服电机13带动两丝杠14转动，从而带动两阴极6相向移动，机构带动两第一滑台7向叶片3-1进给时(即进行叶片3-1的成型精加工时)，叶盆和叶背阴极6在振动机构的带动下，做一定振幅的左右往复运动，即阴极6一边向叶片3-1材料进给，一边不断地沿X轴作往复振动。

振动电解加工中，电解加工的电源是分时供电的，在阴极6往复振动的一个周期中，阴极6向叶片3-1方向运动时，电源供电，且提供的是群脉冲，此时叶片3-1毛坯表面材料发生电解加工而被逐渐去除，当阴极6振离叶片3-1时，电解加工电源停止供电，此时电解反应停止，阴极6和叶片3-1的距离拉大，便于电解产物的排出。

本发明中方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。