增材制造叶盘流道电火花整形定位装置与方法
2025-02-14 19:10
No.1340037635317702656
技术概要
PDF全文
本技术属于电火花加工技术领域,提供了一种增材制造叶盘流道电火花整形的定位装置及方法。该装置由操作台、安装架、定位调节机构、Y向移动台组件、角度调节机构和夹持装置组成,旨在提高电火花整形的精度和效率。
背景技术
在涡轮机械电火花加工领域,特别是针对叶盘、叶轮类零件的不规则扭曲流道结构的制造,传统加工方法往往依赖于去除材料的方式来实现最终零件形态。然而,这类零件中的流道空间通常占据整体体积的10%~50%,这不仅导致了原材料的大量浪费,还增加了设备的使用率。鉴于这些零件多采用高温合金或钛合金等高价材料,高比例的材料去除进一步增加了生产成本。随着航空、汽车、风机等行业中小型复杂结构件应用比例的不断提升,叶盘类零件的轴向推力需求往往并不巨大。同时,考虑到制造业正朝着可持续发展和环保应用的方向迈进,增材制造技术无疑将成为该领域的重要工具之一。因此,在推力要求不是非常严苛的情况下,可以采用增材制造技术先制造出具有初步流道结构的叶盘毛坯件,然后再利用电火花加工技术对其进行精确修整,以确保流道结构达到必要的精度标准。这样的加工策略不仅能够有效减少原材料的浪费,降低生产成本,还能提高生产效率,更好地适应制造业的发展趋势。 增材制造技术能够制造出具有复杂内部结构和高精度的零件,如闭式涡轮盘、叶盘、叶轮等。然而,这些零件的流道或叶片已经具有大致轮廓,但在增材制造过程中可能存在精度不足或表面粗糙度较高等问题,需要通过后续的电火花加工等方法进行整形精加工。在此过程中,如何确保电极能够精准地进入已初步加工的流道,不破坏已有毛坯零件的叶片而导致零件报废,是提高加工精度和效率的关键。本专利涉及的叶盘毛坯零件为采取增材制造如3D打印技术生产的已具有初步形状的零件。传统叶盘类零件多采取锻件或者铸件加工,采取锻造或者铸件制造方式生产出叶盘的回转体毛坯(流道及叶片未进行加工),再采取电火花数控机床加工其流道形成叶片,在此加工模式下,叶片的定位主要依赖于轴向位置基准与径向位置基准,这两者分别用于精确确定叶片在轴向与径向的相对位置,从而确保电极进给位置的准确无误。鉴于叶盘作为回转体的特性,其轴向端面和外圆轮廓自然而然地成为了这两个基准的理想选择。然而,当采用增材制造方式进行加工时,叶片已经具备了一定的初始轮廓。因此,电极的加工起始点必须从周向的特定角度位置开始,以避免在进给过程中误蚀除已形成的叶片材料,导致零件报废。在正式对增材制造的毛坯进行加工之前,获取一个精准的电极加工的初始坐标,是确保后续加工精度与成品质量的关键步骤。因此需要提出一种用于增材制造叶盘流道电火花整形的定位装置及方法来解决上述问题。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
郭策  张祥  谢合瑞  俞金金  曹欣叶  肖乐兴
技术所属: 南京航空航天大学
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