[发明专利]一种电磁控制式整体叶盘电解加工装置及方法

说明书

本发明涉及电解加工领域，具体涉及一种电磁控制式整体叶盘电解加工装置及方法。包括五轴并联机器人和回转工作台，回转工作台上转动安装有三爪卡盘，回转工作台的护罩上端固定安装有加工夹具，阴极工具包括进液连接块和水平布置的阴极头，阴极头储液腔的下端上开设有出液长槽，导板在磁控机构的作用下可沿着出液长槽来回移动；电解加工时，五轴并联机器人带动阴极头自上而下一次成型电解加工出整体叶盘的叶栅通道，因此本发明的整体叶盘电解加工装置及方法可一次加工生成整体叶盘的叶栅通道，电解液从工具阴极底部流出，其流动方式为正流式，能够获得高尺寸精度的叶盆、叶背和轮毂，同时提高加工精度和加工效率。

技术领域

本发明涉及电解加工领域，具体涉及一种电磁控制式整体叶盘电解加工装置及方法。

背景技术

航空发动机作为飞机的核心组件，其性能的优劣将直接影响飞机整体的性能。而整体叶盘尤其是大尺寸整体叶盘则是航空发动机不可或缺的零部件之一，但大尺寸整体叶盘由于使用难加工材料、型面复杂、加工精度要求高，其加工制造成为世界性难题。

整体叶盘由于结构复杂、叶片型面扭曲、叶栅通道狭窄，且广泛采用钛合金、镍基高温合金等难加工材料，其具有难加工的特点。而电解加工技术具有不受材料硬度影响、工件加工表面质量好，可获得复杂几何形状等特点，故电解加工技术非常适用于整体叶盘的加工。电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解原理将工件加工成型的一种加工方法，具有不受材料力学性能影响、不产生切削力、无工具损耗和加工范围广等优点，已经较为广泛地应用于航空航天、兵器工业等领域。

现有的叶栅通道电解加工技术主要有以下三类：套料电解加工、径向进给电解加工和旋转进给电解加工。目前套料电解加工在轮毂上两次加工的衔接位置接刀痕严重，影响加工精度，同时该方法只能加工截面变化不大，仅轻微扭曲的叶盘，适用性不好；径向电解加工采用可直线移动的成形阴极，成型精度高，但只适用于加工开敞性较好的叶栅通道，难以加工型面扭曲复杂的叶栅通道。旋转进给电解加工能够实现成型阴极在直线旋转复合进给加工中稳定电解液流场，实现扭曲叶栅通道的加工，并且显著减少叶片型面的加工余量差。但是以上电解加工方法都存在缺陷，由于新型整体叶盘的叶片型面为复杂的空间自由曲面，现有的电解加工方法从原理上无法通过一次加工获得高精度的复杂型面整体叶盘。因此，迫切需要新型的整体叶盘电解加工技术，获得具有更高的尺寸精度、更好的表面质量，大幅度提高工具阴极的加工可达性等优点，有效完成复杂曲面工件的电解加工。

发明内容

本发明为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种电磁控制式整体叶盘电解加工装置及方法，不同于传统的套料式、径向式或旋转进给式整体叶盘加工方法，可一次加工生成整体叶盘的叶栅通道。

具体的技术方案为：一种电磁控制式整体叶盘电解加工装置及方法，包括五轴并联机器人1和回转工作台2，且五轴并联机器人1和回转工作台2外均罩设有护罩，并通过机床外罩3安装在机床的对应位置处；

所述回转工作台2上转动安装有三爪卡盘21，工作台2的护罩上端一侧通过一对L形支板22固定安装有加工夹具4；

所述加工夹具4对应三爪卡盘21的一侧开设有水平圆弧段的夹具槽口41，加工夹具4另一侧开设有竖向的矩形口42，且矩形口42和夹具槽口41贯通；

所述五轴并联机器人1的执行端通过绝缘板11固定连接有阴极工具5，所述阴极工具5包括进液连接块51和水平布置的阴极头52，且进液连接块51的进液腔511和阴极头52的储液腔521贯通，储液腔521的下端开设有出液长槽522，且储液腔521内设有磁性粒子62，磁性粒子62的下端带有导板621，磁性粒子62在磁控板61的作用下沿储液腔521移动，使得导板621在出液长槽522上来回移动；

所述阴极头52从矩形口42位置伸进夹具槽口41内，并在进液连接块51和矩形口42之间设有用于密封的伸缩式护罩421；