[发明专利]电解加工复杂机匣型面的方法

说明书

技术领域

本发明涉及机匣型面的加工方法，特别涉及一种电解加工复杂机匣型面的方法。

背景技术

电解加工(ECM)是利用金属在电解液中电化学阳极溶解的原理，获得具有一定尺寸精度和表面粗糙度的零件成型方法。电解加工技术在发动机叶片加工、模具加工等领域已经广泛应用，但目前还未见国内有关电解加工发动机大型机匣壳体的资料记载。

航空发动机大型机匣壳体的电解加工技术具有广泛的应用前景，但这项技术研究目前在我国还是一项空白。该项技术不仅仅适用于军机生产，还可用于大型民机制造，特别是高温耐热合金材料的机匣壳体，如采用多轴数控铣铣削成型，需去除大量材料，一般达到毛坯重量1/2以上，材料切削困难，刀具消耗量大，铣削后材料表面残余应力大，对于机床的使用寿命影响较大。应用机匣电解加工技术更适于发挥工艺特长，加工不受材料硬度限制，理论上电极不损耗，电解液经处理可循环利用，加工中不产生应力，可简化加工的工艺过程，并可用一个电极加工机匣具有多处相同部分的型面，电极有较高的利用率，采用电解加工成型具有很大的优势。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种电解加工复杂机匣型面的方法，目的在于通过电解加工的方法，将圆环型锻件坯料制备成机匣零件。

本发明的方法采用圆环型锻件制备机匣零件，按以下步骤进行：

1、将锻件坯料安装在夹具上，锻件坯料的上下端面分别作为基准面和夹紧面，同时夹紧面作为导电面，在夹具上设置分度盘，通过分度盘将圆环型的锻件坯料加工区域按最小加工单元分度，根据角度大小，把整个外型面分成若干个加工区域，即把整个外型面分成许多块，一般最大块的加工面积≤200cm²，将具有相同几何形状和尺寸大小的块即相同的块分为一组；夹具的分度精度≤1′。

2、根据分度盘确定的块的位置，确定该位置采用的电极，型面电极前端工作面的形状与所对应的型面区域形状相似，加工凸台的电极结构是在型面电极的基础上中间凹下一部分形成。

上述电极的工作面上设有出水口，出水口为直线等距型或曲线增液型，其中直线等距型出水口的两个长边的距离相等，两个长边的距离为1～3mm，出水口的深度为10～17mm，沿出水口周边倒圆，倒圆半径为0.5～1.5mm；曲线增液型出水口包括两个距离相等的长边和两端的圆孔，两个长边的垂直距离为1～3mm，两端的圆孔直径为2.5～4.5mm，圆孔与长边之间有过度圆弧，过度圆弧分别与相邻的长边和圆孔相切。

上述的电极工作面上的出水口按水平方向、竖直方向布置或按对角线方向布置，一个工作面上至少设有一个出水口。

上述电极尺寸的确定，采取向体原则。即以电极为一实体，以零件尺寸为基础，设计电极尺寸，电极尺寸向实体内收缩。电极的前端工作面尺寸大于零件尺寸，增大量Δ1，Δ1＝0.1～1mm。电极侧向工作面的尺寸小于零件的尺寸，减小量Δ2，Δ2＝0.15～1.5mm，在电极侧面与进给方向之间有夹角A，零件表面与进给方向之间有夹角B，A和B之间有一个角度差为内偏角β，β＝1°～6°。上述电极为具有工作带的电极，工作带尺寸同样小于零件的尺寸，缩进量t，t＝0.15～3.5mm，工作带的宽度为3～7mm，工作带还可具有2°～5°的后倾角；上述的电极表面粗糙度为0.8～1.6μm。

3、采用电解加工机床对圆环型锻件坯料进行电解加工，在动力头上安装电极，安装电极后启动电源，并接通电解液进行加工，电极相对于圆环型锻件坯料以设定的速度做直线进给运动，达到预定深度后停止，电极退回到起始位置；电解加工的工作参数为：加工间隙0.1～0.8mm，电极进给速度0.25～1.5mm/min，加工电压15～20V，电解液为质量浓度15～18％的NaCl水溶液，电解液的温度为30～40℃，电解液的液压为4.5～1.5MPa。

上述的通过分度盘确定每个块的位置时，分度盘上设有设置分度孔，同时在夹具底座上设置一个定位孔，分度盘上的分度孔与夹具底座上定位孔通过定位销定位。进行电解加工时，相同的块采用同一个电极，分为一组，采用同一个定位销。各组之间采用不同直径的定位销。定位销与电极之间有对应的关系，能够有效避免加工时用错电极。

上述的电解加工时，采用电极对圆环型锻件坯料的一个型面区域加工完成后，电极退回到起始位置，再转动分度盘到下一个加工位置，分度盘上的定位孔与夹具上的定位孔对正后，用定位销固定，选用该位置的电极按步骤3的方法进行电解加工。