韦树辉,徐正扬,孙伦业,朱 栋,2,朱 荻

(1.南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016;2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海 200240)

为满足高推重比新型发动机的性能要求,在发动机结构设计中大量采用整体叶盘结构。由于整体叶盘结构复杂、加工精度要求高,叶片工作表面为空间自由曲面,形状复杂,为适应其高温、高压、高转速的工作条件而广泛采用钛合金、高温合金等难加工金属材料,给制造带来很大的困难[1]。

电解加工具有工具阴极无损耗、无宏观切削力、适宜加工各种难切削材料和长、薄叶片及狭窄通道的整体叶盘、加工效率高、表面质量好等许多优势,因此被广泛用于整体叶盘的加工。国内外学者对整体叶盘的电解加工开展了广泛深入的研究[2-3]。徐家文等采用数控展成电解加工整体叶盘,通过优化电极运动轨迹加工出叶片型面近似为直纹面的整体叶盘。美国GE公司在电解加工先进航空发动机的整体叶盘时,采用了以成形或近成形阴极进行多坐标数控进给运动的加工方式,加工时间比五坐标数控铣削减少50%～85%,整体叶盘的预加工和精加工均采用电解加工,加工后不必再进行手工抛光。德国AEG公司采用单头卧式机床,以NaNO3作为工作液,加工2Cr13不锈钢整体叶盘,叶形精度可达±0.05mm。

通常,整体叶盘叶片的电解加工分为两步:首先预加工出叶栅通道,然后将成形电极运动到叶栅通道中加工叶片型面。因此,叶栅通道的加工是整体叶盘电解加工过程中不可缺少的步骤,其加工效果会直接影响后续型面加工的效率和质量[4]。……