航空發動機導向葉片封嚴槽的電火花加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于航空發動機導向葉片制造技術領域，特別涉及一種航空發動機導向葉 片封嚴槽的電火花加工方法。
【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。由于高溫合金具有優良的 高溫強度和硬度，因此常作為制作導向葉片的首選材料。
[0003] 為減小航空發動機漏氣損失，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，加工的位 置度要求和精度要求高，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，多聯導向葉片結構廣泛應用于新型 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。
[0004] 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，現有技術中，導向葉片封嚴槽的加工方法分為切 削加工和電火花加工。由于高溫合金的的切削性能差，切削加工時刀具損耗非常快，需要頻 繁更換刀具，并且加工效率十分低下，加工成本也非常高，因而更多地采用電火花加工工藝 加工封嚴槽。目前采用的電火花加工工藝是采用由紫銅制作的大、小緣板封嚴槽活動加工 電極單獨加工大、小緣板上的封嚴槽，即將大緣板活動加工電極先裝配在電極底座上，先加 工大緣板上的封嚴槽，然后再更換成小緣板活動加工電極，繼續加工小緣板上的封嚴槽。由 于電極由紫銅制作，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。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種新的航空發動機導向葉片封嚴 槽的電火花加工方法，以提高封嚴槽的加工效率和加工合格率。
[0006] 本發明提供的航空發動機導向葉片封嚴槽的電火花加工方法，該方法包括以下步 驟：
[0007] (1)將兩塊銅鎢合金塊分別固定在電極底座上，然后采用銑削加工的方式將兩塊 銅鎢合金塊加工成形狀、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、位置相匹配的兩個電極；
[0008] (2)將導向葉片用夾具固定在電火花加工機床上，將帶電極的電極底座固定在電 火花加工機床的主軸上，使兩個電極分別對準導向葉片大緣板和小緣板的待加工部位，電 火花加工采用脈沖電源，控制電壓為70~75V，電流為4~6A，放電間隙為0. 05~0. 1mm， 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，使電極沿著封嚴槽 深度方向對所述大緣板和小緣板的待加工部位進行電火花加工，該加工面上的封嚴槽加工 完成后，使用夾具將導向葉片重新固定在電火花加工機床上，使兩個電極分別對準導向葉 片大緣板和小緣板上的下一待加工部位，按照上述工藝條件繼續加工，直至該導向葉片上 所有同類型的封嚴槽全部加工完成；
[0009] 在對封嚴槽進行加工的過程中，當電極損耗后，采用銑削加工的方式將固定在電 極底座上的兩塊銅鎢合金重新加工成電極后繼續進行封嚴槽的加工。
[0010] 上述技術方案中，所述銅鎢合金的含銅量為10%~50%。
[0011] 上述技術方案中，在電火花加工過程中，控制脈沖電源的脈沖寬度為15~25μs。
[0012] 上述技術方案中，所述電火花加工液為電火花機油。
[0013] 上述技術方案中，所述銅媽合金塊的厚度為35~45mm。
[0014] 上述技術方案中，所述銅鎢合金塊上設有定位銷孔和螺紋孔，銅鎢合金塊通過定 位銷定位后與電極底座通過螺紋連接。
[0015] 上述技術方案中，所述電極底座的兩端上設有檢驗孔，分別用于檢測兩個電極在 銑削加工成型后的位置度。
[0016] 上述技術方案中，將兩塊銅鎢合金塊分別固定在電極底座上之后，采用數控銑床 通過銑削加工的方式將兩塊銅鎢合金加工成兩個電極。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0018] 1.本發明提供了一種新的航空發動機導向葉片封嚴槽的電火花加工方法，該方法 在電極底座上固定兩塊銅鎢合金塊，采用銑削加工的方式將兩塊銅鎢合金塊加工成形狀、 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，該方法使用兩個電極同時對導向葉片同一面上的大緣板和 小緣板上的封嚴槽進行加工，能大幅度提高加工效率；同時，以銅鎢合金替代紫銅作為電極 材料，銅鎢合金的強度更大，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。
[0019] 2.由于本發明所述方法在采用在銅鎢合金塊上反復加工電極的技術手段的基礎 上，電壓、電流、放電間隙以及電極給進速度等工藝參數的控制和匹配合理，因此該方法能 夠保證封嚴槽的加工精度和位置度，提高加工合格率。
[0020] 3.由于本發明所述方法采用的電極底座上設有分別用于檢測兩個電極在銑削加 工成型后位置度的檢驗孔，并且采用數控銑床銑削加工兩個電極，上述因素都有利于保證 兩個電極的加工精度，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。
[0021] 4.由于本發明所述方法將兩塊銅鎢合金通過螺紋連接的方式固定在電極底座上， 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 鎢合金塊，節約生產時間，提高生產效率。
[0022] 5.本發明所述方法采用現有電火花加工設備及數控銑床即可進行生產，并且適用 于導向葉片上各種結構的封嚴槽的加工，有利于推廣應用。
[0023] 6.實驗表明，與采用現有的大、小緣板封嚴槽活動加工電極單獨加工的方法相比， 同樣加工多聯導向葉片的大、小緣板的盆、背徑向面上封嚴槽，采用本發明所述方法加工封 嚴槽，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， 并且每一組電極平均可加工8~10件多聯導向葉片，使用壽命更長。
【附圖說明】
[0024] 圖1是實施例中待加工封嚴槽的多聯導向葉片的結構示意圖；
[0025] 圖2是實施例中多聯導向葉片