[发明专利]一种等厚弧形端面叶轮的电解加工工艺方法及工装夹具

权利要求书

1.一种等厚弧形端面叶轮电解加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将叶轮毛坯装夹；在叶轮毛坯外围安装近成形阴极；

2)所述近成形阴极沿叶轮毛坯的轴向快速进给到指定加工位置，完成对整体叶轮的一次性加工成形；

所述近成形阴极由阴极块组成，所述阴极块数量与待加工叶片数量相同；

所述阴极块包括底端弧形曲面、侧边刃和绝缘侧壁；所述阴极块底端弧形曲面为近成形弧形基体曲面；以夹角θ_i＝30°所在弧形曲线为边界，将阴极底端弧形曲面S₁划分为区域I和区域II，其中，区域I为夹角θ_i≤30°所在区域，区域II为夹角θ_i＞30°区域，θ_i为不同位置处基体曲面的法向量n_i与叶轮轴向向量P之间的夹角；则区域I法向平衡间隙Δ_i1：

区域II侧面平衡间隙Δ_i2：

式中，η为电流效率；ω为阳极金属的体积电化学当量，k为电解液电导率，U为工件阳极电位，v为阴极进给速度，θ_i1为区域I内基体曲面的法向量n_i与叶轮轴向向量P之间夹角，h为区域II内任意位置与夹角θ_i＝30°所在弧形曲线为边界所在平面的轴向距离。

2.根据权利要求1所述的等厚弧形端面叶轮电解加工方法，其特征在于，对所述阴极块底部曲面区域I和区域II平衡间隙做线性插值修整，取修整后平衡间隙：

Δ_i＝μΔ_i (3)；

具体以θ_i＝30°为边界，当计算区域I内法向平衡间隙时，间隙修正系数：

根据阴极沿轴向进给速度v的不同，γ₁在γ₁＝0.1～0.05范围内取值；

当计算区域II内侧面平衡间隙时，修正系数：

γ₁在γ₂＝0.1～0.35范围内取值；

式中，x_i1为区域I内弧形端面上任意位置与θ_i＝30°边界所在平面的轴向距离，H＝max{x_i1}；x_i2为区域II内弧形端面上任意位置与θ_i＝30°边界所在平面的轴向距离，h＝max{x_i2}。

3.根据权利要求1所述的等厚弧形端面叶轮电解加工方法，其特征在于，所述阴极块的侧边刃宽度b的确定采用层切法，将阴极块侧边等分成N层，侧边刃宽b：

式中，Δ_s为侧边加工间隙，x₀为阴极沿进给方向最底端处加工间隙；Δ_b为阴极沿进给方向加工间隙。

4.一种用于权利要求1至3任一项所述的等厚弧形端面叶轮电解加工方法的工装夹具，其特征在于，包括夹具底座、背压阻流装置、阴极罩、定位心轴、均流锥形块和阴极定位板，所述夹具底座、背压阻流环和阴极罩围成空腔区域；所述定位心轴安装在定位板上，位于所述空腔区域内，所述均流锥形块安装在定位心轴顶部；所述阴极定位板安装在所述阴极罩顶部；所述背压阻流装置包括阻流环和阻流罩，所述阻流环和阻流罩之间形成S形电解液流出通道。