[发明专利]扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法

说明书

本发明涉及特种加工技术领域，特别是涉及一种扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法，包括以下步骤：根据待加工气膜冷却孔的扩散形出口的形状尺寸，将待加工区域分为若干个子区域；利用细长型电极进行电火花加工，电极一次进给加工一个子区域，若干次进给加工出完整的待加工气膜冷却孔的扩散形出口。该扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法，采用分块式加工工艺，将待加工的区域分为若干区域以分别加工，因此可采用普通细长杆型电极加工出气膜冷却孔的扩散形出口，且加工完毕后电极修复简单，使得气膜冷却孔的加工效率有效提高，加工成本大大减少。

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，特别是涉及一种扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法。

背景技术

气膜冷却技术是沿壁面喷射气体形成气膜，从而起到隔热散热的作用，已广泛应用于航空发动机和燃气轮机的热端工作叶片，以保证其在高于叶片材料熔点的环境温度下可靠工作。气膜冷却技术实现的关键在于气膜冷却孔的加工。由于工作叶片在高温、重载、变应力条件下工作，气膜冷却孔的质量直接影响叶片的成品率、冷却效率和工作寿命，其加工技术已成为航空发动机和燃气轮机制造的关键技术之一。

气膜冷却孔的几何结构对冷却效率有明显影响，扩散型气膜冷却孔相对于圆柱孔有更高的冷却效率，近年来逐渐成为一种常用的孔型。一种扩散型气膜冷却孔的形状如图2所示。每个扩散型气膜冷却孔由圆柱形入口200和扩散形出口100组成。气体从圆柱形入口200进入气膜冷却孔，然后在扩散形出口100处不断扩散，最后喷射到被冷却表面。扩散形出口100可以减缓气体喷射而出的速度，从而使气体更好的覆盖在被冷却表面，提高气膜冷却的效率。

然而，扩散型气膜冷却孔形状复杂、数量多，并且叶片材料采用高强度、高硬度的材料，传统的机械加工方式不能满足扩散型气膜冷却孔的加工要求。电火花成形加工可加工高强度、高硬度材料，利用与气膜冷却孔形状相同的成形电极可加工出扩散型气膜冷却孔的复杂形状，是一种可行的加工技术。但电火花成形加工过程中成形电极会损耗，导致其形状改变，并且成形电极形状复杂，电极修复困难。因此，传统的电火花成形加工无法高效、低成本的加工出扩散型气膜冷却孔群孔，寻求一种加工效率更高、加工成本更低的工艺方法是十分必要的。

发明内容

基于此，有必要针对传统电火花成形加工无法高效、低成本的加工扩散型气膜冷却孔的问题，提供一种加工效率高、成本低的扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种扩散型气膜冷却孔的电火花分块加工方法，包括以下步骤：

根据待加工气膜冷却孔的扩散形出口的形状尺寸，将待加工区域分为若干个子区域；

利用细长型电极进行电火花加工，电极一次进给加工一个子区域，若干次进给加工出完整的待加工气膜冷却孔的扩散形出口。

在其中一个实施例中，根据待加工气膜冷却孔的扩散形出口的形状尺寸，将待加工区域分为若干个子区域的步骤具体包括：

根据待加工气膜冷却孔的扩散形出口的形状尺寸，将其形状扩展为一个倒四棱台，倒四棱台的底面为边长为L1的正方形，倒四棱台的顶面为长和宽均大于L1的长方形；

假设倒四棱台的顶面用n个边长为L1的正方形覆盖，将n个正方形分别与倒四棱台的底面进行放样，即形成n个子区域。

在其中一个实施例中，利用细长型电极进行电火花加工，电极一次进给加工一个子区域，若干次进给加工出完整的待加工气膜冷却孔的扩散形出口的步骤具体包括：

细长型电极的加工长度大于倒四棱台的高度；细长型电极沿着每个子区域所限定的路径进给，细长型电极的横截面为边长为L2的正方形，L2小于L1；细长型电极的每次加工的起始位为倒四棱台的顶面的其中一个正方形，每次加工的止位为倒四棱台的底面。