用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供的用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，包括電極和電極底座、夾頭、第一銅鎢合金塊、第二銅鎢合金塊、第一電極和第二電極，第一電極位于第一銅鎢合金塊的端部并與第一銅鎢合金塊為一體化結構，第二電極位于第二銅鎢合金塊的端部并與第二銅鎢合金塊為一體化結構，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊分別固定在電極底座底面的兩端，第一電極和第二電極的形狀、位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上待加工封嚴槽的形狀一致、位置相匹配；所述夾頭包括形狀與電火花加工機床的主軸頭相匹配的主軸連接部和帶螺紋孔的底座連接部，主軸連接部穿過電極底座上設置的夾頭安裝通孔且底座連接部與電極底座螺紋連接。
【專利說明】
用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極
技術領域
[0001]本實用新型屬于航空發動機導向葉片制造技術領域，特別涉及一種用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極。
【背景技術】
[0002]導向葉片是航空發動機部件中承受高溫和熱沖擊最厲害的零件，其工作條件十分惡劣。導向葉片除了受到較大的氣動功與不穩定的脈動負荷外，還處于高溫燃氣的包圍中，工作環境的溫度高且冷熱變化大，導向葉片的受熱嚴重不均勻。為減小航空發動機的漏氣損失，提高封嚴效果，需要在導向葉片上加工封嚴槽。封嚴槽分別分布于導向葉片的大緣板和小緣板上，由于封嚴槽的槽深較深、槽寬較窄，加工位置度和精度要求高，因而加工難度大。并且，導向葉片本身的結構非常復雜，這又進一步增加了封嚴槽的加工難度，隨著航空發動機的發展，多聯導向葉片結構已廣泛地應用于新型發動機中，相對于單聯導向葉片，多聯導向葉片結構結構更為復雜，其封嚴槽的加工難度更大。
[0003]導向葉片通常由具有優良的高溫強度和硬度的高溫合金制作而成，高溫合金是典型的難加工材料，其切削加工性能非常差，常采用電火花加工工藝加工導向葉片的封嚴槽。現有的封嚴槽加工采用由紫銅制作的大、小緣板封嚴槽活動加工電極，分別將大、小緣板封嚴槽加工電極裝配兩個電極底座上，然后分別固定在電火花加工機床上單獨對導向葉片大、小緣板上的封嚴槽進行加工。由于大、小緣板封嚴槽加工電極均呈薄片狀且由紫銅制作，在加工過程中的損耗很快，平均每加工一件導向葉片就需要更換新的電極，由于封嚴槽的加工位置度和加工精度要求高，因而對電極的裝配精度要求非常高，而頻繁更換電極難以保證每次裝配時電極與電極底座的相對位置一致，容易造成電極位置出現波動，進而導致封嚴槽的位置度難以保證。并且，單獨加工單獨加工大、小緣板上的封嚴槽還存在著加工效率低下的問題。同時，由于電極由紫銅制作且呈薄片狀，存在著強度不夠的不足，在封嚴槽加工過程中，電極容易變形，進而影響加工精度，封嚴槽的加工合格率極低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，以提高封嚴槽的加工效率和加工合格率。
[0005]本實用新型提供的用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，包括電極和電極底座，還包括夾頭、第一銅鎢合金塊、第二銅鎢合金塊、用于加工大緣板封嚴槽的第一電極和用于加工小緣板封嚴槽的第二電極，
[0006]第一電極位于第一銅鎢合金塊的端部并與第一銅鎢合金塊為一體化結構，第二電極位于第二銅鎢合金塊的端部并與第二銅鎢合金塊為一體化結構，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊分別固定在電極底座底面的兩端，第一電極和第二電極的形狀、位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上待加工封嚴槽的形狀一致、位置相匹配，第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型；
[0007]所述夾頭包括形狀與電火花加工機床的主軸頭相匹配的主軸連接部和帶螺紋孔的底座連接部，主軸連接部穿過電極底座上設置的夾頭安裝通孔且底座連接部與電極底座螺紋連接。
[0008]上述技術方案中，電極底座的兩端設有檢驗孔，分別用于檢測第一電極和第二電極在銑削加工成型后的位置度。
[0009]上述技術方案中，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊上均設有定位銷孔和螺紋孔，第一合金塊和第二合金塊通過定位銷定位后與電極底座通過螺紋連接。
[0010]上述技術方案中，所述第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊的厚度為35?45mm。
[0011]上述技術方案中，第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過數控銑床對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型。
[0012]上述技術方案中，所述第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊的含銅量均為10%?50%。
[0013]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0014]1.本實用新型提供了一種新型結構的用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，該組合加工式電極在電極底座上固定了兩塊銅鎢合金塊，采用銑削加工的方式在兩塊合金塊上加工成形狀和位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上的待加工封嚴槽的結構和位置相匹配的兩個電極，在電極損耗后，采用銑削加工的方式對兩塊銅鎢合金塊重新加工出相應的電極即可，這樣能大幅度減小更換電極的頻率，避免因頻繁更換電極造成電極位置波動而引起的封嚴槽位置度無法保證的問題;并且，兩個電極同時對導向葉片大緣板和小緣板上的封嚴槽進行加工，能大幅度提高加工效率；以銅鎢合金替代紫銅作為制作電極的材料，銅鎢合金的強度更大，在使用過程中電極不容易變形，有利于提高封嚴槽的加工精度、提高加工合格率。
[0015]2.由于本實用新型所述組合加工式電極的電極底座上設有分別用于檢測第一電極和第二電極在銑削加工成型后的位置度的檢驗孔，并且采用數控銑床銑削加工第一電極和第二電極，上述因素都有利于保證第一電極和第二電極的加工精度，從而為導向葉片封嚴槽的加工精度和位置度提供有力保障。
[0016]3.由于本實用新型所述組合加工式電極的第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊上均設有定位銷孔和螺紋孔，所述銅鎢合金塊通過定位銷定位后與電極底座通過螺紋連接，因而當銅鎢合金塊用至不能再銑削加工成電極時，這種連接方式有利于方便快速地更換新的銅媽合金塊。
[0017]4.實驗表明，與采用現有的大、小緣板封嚴槽活動加工電極相比，同樣是加工多聯導向葉片的大、小緣板的盆、背徑向面上封嚴槽，采用本實用新型所述組合加工式電極加工，封嚴槽的加工合格率提高了60%以上，加工成本降低了30%以上，加工周期縮短了50%以上，并且每一組第一電極和第二電極平均可加工7?8件多聯導向葉片。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極的結構示意圖；
[0019]圖2是圖1的A向視圖；
[0020]圖3是實施例3中待加工封嚴槽的多聯導向葉片的結構示意圖；
[0021]圖4是實施例3中多聯導向葉片大緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽的結構示意圖；
[0022]圖5是實施例3中多聯導向葉片小緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽的結構示意圖；
[0023]圖6是圖4的Kl-Kl視圖以及圖5的K2-K2視圖；
[0024]圖中，I一電極底座、2—夾頭、2-1—主軸連接部、2-2—底座連接部、3—第一銅鎢合金塊、4 一第二銅媽合金塊、5 一第一電極、6 一第二電極、7 一檢驗孔、8 一定位銷、9 一螺釘、
10—大緣板盆徑向面、11 一小緣板盆徑向面、12—大緣板背徑向面、13—小緣板背徑向面、14 一大緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽、15—小緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽。
【具體實施方式】
[0025]下面通過實施例對本實用新型進行具體描述，有必要在此指出的是，實施例只用于對本實用新型作進一步的說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，該領域的技術人員可以根據本實用新型的內容作出一些非本質的改進和調整進行具體實施，但這樣的具體實施應仍屬于本實用新型的保護范圍。
[0026]實施例1
[0027]本實施例中，用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極的結構示意圖如圖1所示，圖1的A向視圖如圖2所示，該組合加工式電極包括電極底座1、夾頭2、第一銅鎢合金塊3、第二銅鎢合金塊4、用于加工大緣板封嚴槽的第一電極5和用于加工小緣板封嚴槽的第二電極6，
[0028]第一電極5位于第一銅鎢合金塊3的端部并與第一銅鎢合金塊為一體化結構，第二電極6位于第二銅鎢合金塊4的端部并與第二銅鎢合金塊為一體化結構，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊上均設置有定位銷孔和螺紋孔，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊通過定位銷8定位后由螺釘9固定在電極底座I底面的兩端，電極底座的兩端還設有檢驗孔7，第一電極5和第二電極6的形狀、位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上待加工封嚴槽的形狀一致、位置相匹配，第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過數控銑床對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型;第一銅鎢合金塊4和第二銅鎢合金塊5的厚度均為35mm，第一銅鎢合金塊4和第二銅鎢合金塊5的含銅量均為10wt% ο
[0029]所述夾頭2包括形狀與電火花加工機床的主軸頭相匹配的主軸連接部2-1和帶螺紋孔的底座連接部2-1，主軸連接部2-1穿過電極底座上設置的夾頭安裝通孔且底座連接部2-1通過螺釘9固定在電極底座上。
[0030]實施例2
[0031]本實施例中，用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極的結構示意圖如圖1所示，圖1的A向視圖如圖2所示，該組合加工式電極包括電極底座1、夾頭2、第一銅鎢合金塊3、第二銅鎢合金塊4、用于加工大緣板封嚴槽的第一電極5和用于加工小緣板封嚴槽的第二電極6，
[0032]第一電極5位于第一銅鎢合金塊3的端部并與第一銅鎢合金塊為一體化結構，第二電極6位于第二銅鎢合金塊4的端部并與第二銅鎢合金塊為一體化結構，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊上均設置有定位銷孔和螺紋孔，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊通過定位銷8定位后由螺釘9固定在電極底座I底面的兩端，電極底座的兩端還設有檢驗孔7，第一電極5和第二電極6的形狀、位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上待加工封嚴槽的形狀一致、位置相匹配，第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過數控銑床對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型;第一銅鎢合金塊4和第二銅鎢合金塊5的厚度均為45mm，第一銅鎢合金塊4和第二銅鎢合金塊5的含銅量均為50wt% ο
[0033]所述夾頭2包括形狀與電火花加工機床的主軸頭相匹配的主軸連接部2-1和帶螺紋孔的底座連接部2-1，主軸連接部2-1穿過電極底座上設置的夾頭安裝通孔且底座連接部2-1通過螺釘9固定在電極底座上。
[0034]實施例3
[0035]本實施例中，提供本實用新型所述組合加工式電極的使用方法，采用實施例1或實施例2提供的組合加工式電極加工如圖3所示的航空發動機動力渦輪多聯導向葉片的大緣板盆徑向面10、小緣板盆徑向面11，大緣板背徑向面12、小緣板背徑向面13上的四個封嚴槽，其中，多聯導向葉片的大緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽14的結構示意圖如圖4所示，多聯導向葉片的小緣板盆徑向面和背徑向面上的封嚴槽15的結構示意圖如圖5所示，圖6是圖4的Kl-Kl視圖以及圖5的K2-K2視圖，多聯導向葉片由高溫合金K438制作，上述封嚴槽的加工要求為:槽寬0.8±0.1mm、槽深4±0.2mm，位置度公差0.3ARW。操作如下:
[0036](I)加工多聯導向葉片的大緣板盆徑向面10和小緣板盆徑向面11上的封嚴槽:將導向葉片置于封嚴槽加工用夾具中，保證定位可靠后，用壓板將導向葉片壓緊，將固定好導向葉片的夾具固定在電火花加工機床的工作臺面上，將組合加工式電極通過底座上的夾頭固定在電火花加工機床的主軸上，使第一電極和第二電極分別對準導向葉片大緣板盆徑向面和小緣板盆徑向面上的待加工部位，電火花加工采用脈沖電源，調整好電火花加工的電壓、電流以及放電間隙，并使電極與待加工部位之間充滿電火花加工液，啟動電火花加工機床，使組合加工式電極相對封嚴槽深度方向按設定的給進速度對導向葉片大緣板盆徑向面和小緣板盆徑向面上的待加工部位進行電火花加工，該徑向面上的封嚴槽加工完成后，將導向葉片從夾具中取出，用封嚴槽專用測具進行檢測，結果表明封嚴槽的加工精度和位置度以及表面質量均符合要求。
[0037](2)加工多聯導向葉片的大緣板背徑向面12和小緣板背徑向面13上的封嚴槽:將步驟(I)加工完畢的導向葉片置于封嚴槽加工用夾具中，保證定位可靠后，用壓板將導向葉片壓緊，將固定好導向葉片的夾具固定在電火花加工機床的工作臺面上，將組合加工式電極通過底座上的夾頭固定在電火花加工機床的主軸上，使第一電極和第二電極分別對準導向葉片大緣板背徑向面和小緣板背徑向面上的待加工部位，電火花加工采用脈沖電源，調整好電火花加工的電壓、電流以及放電間隙，并使電極與待加工部位之間充滿電火花加工液，啟動電火花加工機床，使組合加工式電極相對封嚴槽深度方向按設定的給進速度對導向葉片大緣板背徑向面和小緣板背徑向面上的待加工部位進行電火花加工，該徑向面上的封嚴槽加工完成后，將導向葉片從夾具中取出，用封嚴槽專用測具進行檢測，結果表明封嚴槽的加工精度和位置度以及表面質量均符合要求。
[0038]在對封嚴槽進行加工的過程中，當第一電極和第二電極損耗后，將損耗后的第一電極和第二電極銑掉，采用數控銑床以銑削加工的方式將固定在電極底座上的銅鎢合金重新加工成電極后繼續進行封嚴槽的加工，當第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊用至不能銑削成第一電極和第二電極后，將電極底座上的第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊更換成新的并重新銑削加工第一電極和第二電極即可。
[0039]與采用現有的大、小緣板封嚴槽活動加工電極相比，同樣是加工上述多聯導向葉片的封嚴槽，封嚴槽的加工合格率提高了 60 %以上，每一組第一電極和第二電極平均可加工7?8件多聯導向葉片，加工成本降低了30%以上，加工周期縮短了50%以上。
【主權項】
1.用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，包括電極和電極底座(I)，其特征在于還包括夾頭(2)、第一銅鎢合金塊(3)、第二銅鎢合金塊(4)、用于加工大緣板封嚴槽的第一電極(5)和用于加工小緣板封嚴槽的第二電極(6)， 第一電極(5)位于第一銅鎢合金塊(3)的端部并與第一銅鎢合金塊為一體化結構，第二電極(6)位于第二銅媽合金塊(4)的端部并與第二銅媽合金塊為一體化結構，第一銅媽合金塊和第二銅鎢合金塊分別固定在電極底座底面的兩端，第一電極(5)和第二電極(6)的形狀、位置分別與導向葉片大緣板和小緣板上待加工封嚴槽的形狀一致、位置相匹配，第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型； 所述夾頭(2)包括形狀與電火花加工機床的主軸頭相匹配的主軸連接部(2-1)和帶螺紋孔的底座連接部(2-2)，主軸連接部(2-1)穿過電極底座上設置的夾頭安裝通孔且底座連接部(2-2)與電極底座螺紋連接。2.根據權利要求1所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，其特征在于電極底座的兩端設有檢驗孔(7)。3.根據權利要求1所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，其特征在于第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊上均設有定位銷孔和螺紋孔，第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊通過定位銷(8)定位后與電極底座通過螺紋連接。4.根據權利要求1或2或3所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，其特征在于所述第一銅媽合金塊(3)和第二銅媽合金塊(4)的厚度為35?45_。5.根據權利要求1或2或3所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，其特征在于第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過數控銑床對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型。6.根據權利要求4所述用于加工航空發動機導向葉片封嚴槽的組合加工式電極，其特征在于第一電極和第二電極是在第一銅鎢合金塊和第二合金塊固定在電極底座上之后通過數控銑床對第一銅鎢合金塊和第二銅鎢合金塊銑削加工成型。
【文檔編號】B23H7/24GK205614150SQ201521010381
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年12月8日
【發明人】任鳳英, 朱冰玉, 裴聰, 周林, 夏艷, 羅培真, 王春筍, 李惠, 蘇展弘, 李成剛
【申請人】四川成發航空科技股份有限公司