本實(shí)用新型涉及電火花加工孔相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于航空渦輪葉片電火花加工氣膜孔上的電極固定裝置。

背景技術(shù)：

渦輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷最大的部件，渦輪葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中承受著燒燃后的高溫高壓燃?xì)鉀_擊。渦輪前溫度是發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要指標(biāo)，提高渦輪前溫度是提高每千克氣體循環(huán)功、提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力的有效措施。由于渦輪葉片材料可承受的溫度有限，這就需要采用有效的冷卻方式來(lái)降低渦輪葉片的壁面溫度。

為了散熱，一般會(huì)在渦輪葉片上開出氣膜孔，用壁面上的噴口噴出冷卻空氣來(lái)阻隔主燃?xì)饬鲗?duì)壁面加熱。由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的零部件對(duì)精度的要求是比較高的，一般采取加工精度較高的電火花加工工藝。但是使用電火花加工工藝在渦輪葉片上加工氣膜孔會(huì)使得氣膜孔內(nèi)產(chǎn)生一定厚度的重熔層。重熔層的存在使得渦輪葉片上存在微小裂痕，對(duì)零件使用壽命造成較大影響。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在有申請(qǐng)人研究出了一種無(wú)重熔層氣膜孔的加工方法，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01210353590.7。這種技術(shù)理論上在一定程度上解決了電火花加工氣膜孔重熔層的問(wèn)題。但是其技術(shù)本身在使用過(guò)程中還是存在較大缺陷，很難在實(shí)際加工過(guò)程中應(yīng)用，這是由于：（1）渦輪葉片的結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的，在渦輪葉片上加工氣膜孔的時(shí)候，有些氣膜孔是位于一些比較刁鉆的角度，比如一些弧度較小的內(nèi)凹中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)；（2）如圖3所示，氣膜孔的角度是非常復(fù)雜并沒(méi)有規(guī)律，渦輪葉片表面也是無(wú)規(guī)律的曲面，有些小孔很難實(shí)現(xiàn)：（3）如圖4和圖5所示，氣膜孔在葉片上會(huì)有很多干涉，比如靠近兩邊緣板的位置，這里的孔離緣板是很近的，大概只有2~3mm，密封裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可去除重熔層的航空渦輪葉片氣膜孔加工裝置，能夠在數(shù)控電火花小孔機(jī)床上不需要重復(fù)裝夾而一次性加工出無(wú)重熔層的氣膜孔，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：

一種可去除重熔層的航空渦輪葉片氣膜孔加工裝置，包括本體和進(jìn)液管，所述本體上設(shè)有用于安裝電極的電極通道和用于工作液的工作液通道，工作液通道連通進(jìn)液口和本體出口部，所述電極通道也連通本體出口部，所述本體出口部便于電極從本體中伸出和工作液從本體中噴出，所述本體出口部外部為錐形，所述本體出口部?jī)?nèi)設(shè)有供電極和工作液通過(guò)的豎直通道；所述進(jìn)液管包括用于通入去離子水的去離子水管、用于通入電解液的電解液管和用于與本體進(jìn)液口連通工作液管；所述去離子水管、電解液管皆與工作液管連通。

進(jìn)一步地，所述去離子水管、電解液管上皆設(shè)有電磁閥，所述電磁閥皆由數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)控制。

具體地，所述本體還包括電極入口，所述電極通道與電極入口連通，電極入口呈喇叭形，便于安裝電極。

具體地，所述電極通道頂部設(shè)有定位耐磨件，所述定位耐磨件內(nèi)設(shè)有喇叭形通道，構(gòu)成了上述電極入口。

具體地，所述電極定位耐磨件的尺寸使得喇叭形通道的出口與電極之間的間隙不大于0.01mm。

具體地，所述電極定位耐磨件為鎢鋼/陶瓷制成的電極定位耐磨件。

具體地，所述電極通道的出口對(duì)應(yīng)的電極通道外壁為錐形。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，在用電火花加工氣膜孔后，電解液可同時(shí)進(jìn)行電解，將重熔層電解掉，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)重熔層的效果；

（2）本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，使得在加工過(guò)程中能不需要重復(fù)裝配其他機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)了電火花加工和電化學(xué)加工，提高了生產(chǎn)效率；

（3）本實(shí)用新型可以隨使用者需要，把氣膜孔加工裝置的外部尺寸做到很小，使得可以加工任意位置，任意角度的氣膜孔

（4）本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，值得大規(guī)模推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為電極通道的出口的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為渦輪葉片部分結(jié)構(gòu)示意圖1。

圖4為渦輪葉片部分結(jié)構(gòu)示意圖2。

圖5為渦輪葉片部分結(jié)構(gòu)示意圖3。

其中，附圖標(biāo)記如下所示：1-本體，2-電極通道，21-電極通道的出口，3-工作液通道，4-本體出口部，5-進(jìn)液口，6-電極入口。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可去除重熔層的航空渦輪葉片氣膜孔加工裝置，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1~2所示，一種可去除重熔層的航空渦輪葉片氣膜孔加工裝置，包括本體1，所述本體上設(shè)有進(jìn)液口5、工作液通道、本體出口部4、電極通道2、電極入口；所述進(jìn)液口與工作液通道3連通，所述電極入口6與電極通道連通，所述工作液通道和電極通道皆與本體出口部連通。所述電極通道用于放置電極，工作液通道通入工作液。一般在電火花加工氣膜孔過(guò)程中，工作液為電解液和去離子水。

值得特別強(qiáng)調(diào)的是，所述電極通道為豎向通道，所述工作液通道也為豎向通道。所述電極通道設(shè)置在本體中心位置，所述工作液通道有四個(gè)，均勻的分布在電極通道四周。

所述電極入口呈現(xiàn)喇叭狀，便于電極的插入。

值得強(qiáng)調(diào)的是，所述電極入口由電極定位耐磨件構(gòu)成，所述電極定位耐磨件設(shè)置在電極通道頂部形成電極入口，所述電極定位耐磨件內(nèi)部設(shè)有喇叭形通道，使得電極入口呈現(xiàn)喇叭狀。

所述本體以其外部形狀來(lái)看，可以從上到下依次分為第一本體、第二本體、第三本體和第四本體；所述第一本體、第二本體、第三本體的外部形狀皆為圓柱形，所述第一本體的外徑小于第二本體的外徑，使得形成一個(gè)臺(tái)階構(gòu)造，作為便于數(shù)控機(jī)床夾持的夾持部。

第三本體的外徑小于第二本體的外徑，這樣設(shè)計(jì)的原因是考慮到工作液的快速通入和節(jié)約工作液用量的原因，第二本體上對(duì)應(yīng)的工作液通道的內(nèi)徑要大于第三本體上對(duì)應(yīng)的工作液通道的內(nèi)徑，為了實(shí)現(xiàn)上述尺寸，第三本體外徑要小于第二本體的外徑。

第四本體由上至下，外徑依次減小，由于本體出口部是設(shè)置在第四本體上的，這樣就能夠使得本體出口部的外部為收斂狀，保證了最少的干涉，在很小的空間都能正常的加工。

本體出口部?jī)?nèi)部為豎直通道，這是由于本體出口部?jī)?nèi)部的豎直通道起到引流的作用，確保工作液（特別是高壓電解液）能充分的進(jìn)入加工間歇，使得電解狀態(tài)穩(wěn)定，以得到穩(wěn)定的無(wú)重熔層小孔。

還需說(shuō)明的是，為了使得電極能夠起到引流作用，工作液能夠匯聚到電極周圍，隨電極的伸出噴出到加工間隙內(nèi)，所述電極通道的出口21對(duì)應(yīng)的電極通道壁也為收斂狀。

本實(shí)施例中，本體出口部?jī)?nèi)部的豎直通道的內(nèi)徑大于電極通道的內(nèi)徑。

本實(shí)施例中，電極定位耐磨件優(yōu)選為鎢鋼/陶瓷制成的電極定位耐磨件。采用了電極定位耐磨件是由于電極在打孔的時(shí)候是高速旋轉(zhuǎn)的，容易產(chǎn)生磨損，為了確保氣膜孔加工裝置的使用壽命，設(shè)計(jì)了定位耐磨件。

值得特別強(qiáng)調(diào)的是，所述電極定位耐磨件的尺寸應(yīng)當(dāng)使得電極定位耐磨件與電極之間的間隙不大于0.01mm，使得電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)有太大的擺動(dòng)。

本實(shí)施例設(shè)計(jì)的目的是為了實(shí)現(xiàn)在電火花加工氣膜孔后立即注入電解液對(duì)氣膜孔內(nèi)壁因電火花加工造成的重熔層進(jìn)行電解，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)重熔層的效果。而為了要很好的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品無(wú)重熔層，則必須保證電解液是跟隨電極均勻的注入了氣膜孔與電極之間的間歇內(nèi)。因此在電極通道的出口收斂和本體出口部收斂就是為了保證這一點(diǎn)。

本實(shí)施例所述裝置是安裝在數(shù)控機(jī)床的夾頭上的，安裝方法按照常規(guī)方法即可，不做詳細(xì)描述。

本實(shí)施例中，所述收斂狀可以理解為錐形結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，還包括進(jìn)液管，所述進(jìn)液管為三通管，所述三通管包括分別用于通入離子水的去離子水管、用于通入電解液的電解液管和用于與進(jìn)液口連通的工作液管，所述去離子水管、電解液管皆與工作液管連通，所述去離子水管、電解液管上設(shè)有由數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制的電磁閥。

本實(shí)施例存在的意義是，電火花加工一般都是應(yīng)用在自動(dòng)機(jī)床上的，因此設(shè)計(jì)三通管和閥門直接由機(jī)床的控制系統(tǒng)控制電解液和去離子水的進(jìn)入即可。

本實(shí)施例中，所述電極通道是穩(wěn)定電極的，使電極在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)有太大的跳動(dòng)；工作液通道與進(jìn)液口和本體出口部連通，本體出口部的收斂形狀可以使工作液更好的匯聚，起到引流的作用，使工作液能充分進(jìn)入加工間歇。

在開始加工前，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)控制電磁閥接通去離子水，去離子水經(jīng)過(guò)電磁閥到達(dá)進(jìn)液口，經(jīng)過(guò)工作液通道以及出口噴向工件表面，開始進(jìn)行電火花放電加工，去離子水可以帶走放電產(chǎn)生的殘?jiān)约袄鋮s工件表面；數(shù)控系統(tǒng)控制電極向下送進(jìn)；當(dāng)深度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)停止對(duì)電極的送進(jìn)，并通過(guò)控制電磁閥關(guān)閉去離子水管道，打開電解液電磁閥，使高壓電解液經(jīng)過(guò)電磁閥進(jìn)入工作液入口以及工作液通道，經(jīng)過(guò)出口高速噴向電極周圍的與氣膜孔之間的加工間歇，進(jìn)行對(duì)小孔內(nèi)壁進(jìn)行電化學(xué)加工，當(dāng)設(shè)定的電解時(shí)間達(dá)到時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉電解液并抬起電極，為加工下一個(gè)孔做準(zhǔn)備。

從實(shí)施例的使用方法就能看出本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使得電極有引流作用，高壓電解液是跟隨電極噴出的，也就是說(shuō)，在任何刁鉆的角度打孔，只要電極能夠打出氣膜孔，電解液就可以進(jìn)入加工間歇電解重熔層，這也是本實(shí)施例非常重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)；由于本結(jié)構(gòu)的高壓電解液完全包裹了電極的放電部分，故本裝置同樣也適用于電化學(xué)銑削加工，可以結(jié)合電火花放電加工加工出無(wú)重熔層的簸箕孔。

實(shí)驗(yàn)例

將實(shí)施例2所述產(chǎn)品應(yīng)用在電火花加工氣膜孔過(guò)程中，并與傳統(tǒng)的電火花加工、電化學(xué)加工、激光加工加工氣膜孔進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

綜上所述，（1）本實(shí)用新型使得渦輪葉片氣膜孔無(wú)重熔層加工；（2）改善了渦輪葉片氣膜孔的加工質(zhì)量；（3）提高了無(wú)重熔層氣膜孔的加工效率。

本實(shí)施例可以提高無(wú)重熔層氣膜孔的加工效率的原理在于：一般的電火花打孔機(jī)為了盡可能的控制重熔層厚度（有些零件允許有重熔層的情況，一般航空標(biāo)準(zhǔn)下，重熔層厚度最大不能超過(guò)0.05mm，有的必須要小于0.03mm)而必須在普通電火花加工的基礎(chǔ)上減小放電功率，這樣加工效率就會(huì)大幅下降；而應(yīng)用本實(shí)施例的電火花加工的時(shí)候完全不用考慮重熔層的問(wèn)題，反而可以在普通電火花加工的基礎(chǔ)上提高放電功率，使電火花加工的效率得到很大提高，就算是算上電解消耗時(shí)間也比之前的普通電火花加工效率高出很多；而且電解加工只是去除重熔層，所以電解的時(shí)間是很短的。

按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。值得說(shuō)明的是，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本實(shí)用新型上做出的一些無(wú)實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。