一种整体叶轮电解成型加工装置

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轮电解成型加工装置。

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，两个电解阴极分别采用两个驱动单独控制进行加工，叶片加工精度会出现偏差，影响产品质量，且目前该类设备大多从国外引进，价格昂贵，生产成本高。

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轮电解成型加工装置。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种整体叶轮电解成型加工装置，包括机床床身、立柱和横梁，所述床身上设有沿Y轴来回滑动的工装台，所述横梁水平设于所述工装台上方，所述立柱设于所述横梁两端，所述立柱下端与床身固定连接，所述工作台中心位置设有C轴，所述C轴上水平设有用于固定叶盘的回转轴，所述回转轴上传动连接有伺服电机，所述横梁上设有竖直设置的主轴，所述主轴下端设有叶片电解组件，所述主轴上设有驱动所述叶片电解组件在竖直方向上靠近或远离所述叶盘的驱动装置，所述叶片电解组件包括与叶片叶背配合的第一阴极、与叶片叶盆配合的第二阴极和控制第一阴极和第二阴极相互靠近或远离的双向进给机构，所述双向进给机构的运动对称中心面与回转轴回转中心面相重合，所述第一阴极上设有第一C形工装，所述第二阴极上设有第二C形工装，所述第一C形工装和第二C形工装上均设有连接电源的导电柱和连接电解液的水管接头，所述第一阴极和第二阴极加工面出液口与水管接头之间设有电解液流道。

叶盘工件安装在回转轴上，呈竖直状态，工件连接电源正极，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；第一C形工装和第二C形工装上一方面用于布置电解液流道与进液装置连接，为电解加工提供电解液，另一方面用于连接电源负极，电解加工时与工件之间形成电回路；第一C形工装和第二C形工装下端分别与第一阴极和第二阴极连接，第一C形工装和第二C形工装在双向进给机构的带动下，控制第一阴极和第二阴极同时以相同的速度相向或相背移动，对叶片叶背和叶盆进行电解加工，保证叶片电解加工质量；主轴用于带动第一阴极和第二阴极位置下降。

进一步，为了控制第一阴极和第二阴极相互靠近或远离，保证叶片加工质量，所述双向进给机构包括支架、第一滑台和第二滑台，所述支架内沿水平方向设有滑槽，所述第一滑台和第二滑台均与所述滑槽滑动连接，所述滑槽内水平设有双向螺杆，所述双向螺杆穿过所述第一滑台和第二滑台与所述第一滑台和第二滑台螺纹连接，所述双向螺杆转动带动第一滑台和第二滑台相互靠近或远离，所述第一C形工装与第一滑台固定连接，所述第二C形工装与第二滑台固定连接。通过双向螺杆转动带动第一滑台和第二滑台在支架上相互靠近或远离，从而带动第一C形工装和第二C形工装相互靠近或远离，从而带动第一阴极和第二阴极相互靠近或远离。

进一步，所述工装台上设有流场防护罩，所述流场防护罩罩设于C轴外侧，所述流场防护扎上端设有与叶片配合的加工槽。流场防护罩是为了保证叶片电解加工过程中，电解液不从两侧直接泄掉，起到一定保压作用，让电解液从叶根和叶尖流出，这样能防止保证加工过程的稳定进行。

进一步，为了控制第一阴极和第二阴极自动进退，所述双向螺杆上传动连接有伺服电机。

进一步，为了保证电解液均匀稳定进给，所述第一阴极和第二阴极出液口为沿加工面对角线设置的长条状结构。阴极出液口的形状采用对角线式长条状结构，这样能保证整个加工间隙中流速均匀，无缺液和涡流现象。

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轮电解成型加工装置，采用双向螺杆带动第一阴极和第二阴极同时以相同的速度相向或相背移动，对叶片进行加工，保证叶片加工质量，产品加工精度高，设备制造费用大大降低，利于国内电解加工的发生。

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是图2中B的放大示意图；

图4是本发明最佳实施例加上流场防护罩的结构示意图；

图5是图4中C的放大示意图。

图中：1、工装台，2、横梁，3、C轴，4、叶盘，4-1、叶片，5、主轴，6、第一阴极，7、第二阴极，8、第一C形工装，9、第二C形工装，10、导电柱，11、水管接头，12、出液口，13、支架，14、第一滑台，15、第二滑台，16、双向螺杆，17、流场防护罩，17-1、加工槽。

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1-5所示，本发明的一种整体叶轮电解成型加工装置，包括机床床身、立柱和横梁2，所述床身上设有沿Y轴来回滑动的工装台1，所述工装台1为大理石材质，所述横梁2水平设于所述工装台1上方，所述立柱设于所述横梁2两端，所述立柱下端与床身固定连接，所述工作台中心位置设有C轴3，所述C轴3上水平设有用于固定叶盘4的回转轴，所述回转轴上传动连接有伺服电机，所述横梁2上设有竖直设置的主轴5，所述主轴5下端设有叶片电解组件，所述主轴5上设有驱动所述叶片电解组件在竖直方向上靠近或远离所述叶盘4的驱动装置，所述叶片电解组件包括与叶片4-1叶背配合的第一阴极6、与叶片4-1叶盆配合的第二阴极7和控制第一阴极6和第二阴极7相互靠近或远离的双向进给机构，所述双向进给机构的运动对称中心面与回转轴回转中心面相重合，所述第一阴极6上设有第一C形工装8，所述第二阴极7上设有第二C形工装9，所述第一C形工装8和第二C形工装9上均设有连接电源的导电柱10和连接电解液的水管接头11，所述第一阴极6和第二阴极7加工面出液口12与水管接头11之间设有电解液流道，所述第一阴极6和第二阴极7出液口12为沿加工面对角线设置的长条状结构。

所述双向进给机构包括支架13、第一滑台14和第二滑台15，所述支架13内沿水平方向设有滑槽，所述第一滑台14和第二滑台15均与所述滑槽滑动连接，所述滑槽内水平设有双向螺杆16，所述双向螺杆16穿过所述第一滑台14和第二滑台15与所述第一滑台14和第二滑台15螺纹连接，所述双向螺杆16转动带动第一滑台14和第二滑台15相互靠近或远离，所述双向螺杆16上传动连接有伺服电机，所述第一C形工装8与第一滑台14固定连接，所述第二C形工装9与第二滑台15固定连接。

所述工装台1上设有流场防护罩17，所述流场防护罩17罩设于C轴3外侧，所述流场防护扎上端设有与叶片4-1配合的加工槽17-1。

加工方法：

采用此加工方法前，整体叶盘4已经过开槽粗加工，即叶片4-1之间的通道内材料已被粗加工掉，采用此加工方法时为了提高叶片4-1的成型精度和效率。

当整体叶盘4装夹于回转轴上，同时与加工电源的正极相连，第一阴极6和第二阴极7装夹于双向进给机构上，与加工电源的负极相连，调节工装台1位置，使得叶盘4处于主轴5下方正确的位置。

主轴5带动第一阴极6和第二阴极7装进入叶间通道内，电解液从第一阴极6和第二阴极7装出液口12喷至加工间隙内，(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)，数控系统控制双向进给机构带动第一C形工装8和第二C形工装9相向移动，即第一阴极6和第二阴极7同时向叶片4-1进给，在电场和流场作用下，叶片4-1的两侧材料逐渐被电解加工而去除，逐渐复制出叶盆阴极和叶背阴极的形状，从而将叶片4-1形状加工到位。加工完成后关掉电源和电解液，数控系统控制双向进给机构带动第一阴极6和第二阴极7回退一定安全位置，主轴5上移，回到初始位置状态。

在叶片4-1的成型电解加工过程中，加工系统监测加工电流，当电流出现陡然增大时(即将出现短路前)，双向进给机构停止前进，并回退一安全值，待电流下降至正常值时，加工继续进行，这样能有效控制短路情况发生，减少阴极的烧毁，从而提高加工精度。

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。