电解加工工具、电解加工系统以及穿孔构件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种借助电解液在电极和被加工材料之间通电，从而令被加工材料电解和加工的电解加工工具、以及具备该电解加工工具的电解加工系统。
[0002]本申请基于2012年12月12日提交申请的日本专利特愿2012-271436号，主张优先权，在此引用其中内容。
【背景技术】
[0003]在机械加工中，在对于那些难以加工的材料进行穿孔加工时，通常采用电解加工法和放电加工法来实施。特别是对于拥有高纵横比的难加工材料进行穿孔加工的时候，优选使用电解加工法。
[0004]然而，例如在燃气轮机的涡轮叶片中，形成有冷却孔用以流通令该涡轮叶片冷却的冷却介质。为了实现热学和空气力学上最合适的设计，也就是说为了让翼型和平台等容易出现高温的部分更有效地冷却，优选将冷却孔的形状形成为:沿着涡轮叶片的几何形状进行弯曲。
[0005]在此，例如专利文献I中，公开了一种可以利用弯曲电极来在加工物体上形成弯孔的电解加工组合体。
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本国特开2011-62811号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，专利文献I中所述的装置由于采用了弯曲电极来进行加工，因此不能用同一个电极将弯孔和直线孔一起进行加工。特别是在加工沿着翼型的冷却孔时，需要同时进行令弯孔的曲率变化的加工，或弯孔和直线孔掺杂在一起进行加工。
[0010]本发明提供了可以轻易形成所希望形状之弯孔以及直线孔的电解加工工具、电解加工系统以及穿孔构件的制造方法。
[0011]解决课题的手段
[0012]涉及本发明第一方式的电解加工工具，其具备工具主体，该工具主体由沿着轴线延伸而形成筒状的具有可挠性的导电性材料所形成，且具有:
[0013]在内侧朝向前端一侧形成流通电解液的流道的电极、
[0014]包裹在该电极外周面上，且使该电极的前端面露出的绝缘层、
[0015]将所述流道区划为包含轴线的第一流道、以及位于该第一流道外周侧的第二流道的流道区划部；
[0016]所述工具主体的周方向位置的一部分上形成有流体导出部，所述流体导出部将流通所述第二流道的电解液朝所述工具主体的径向外侧导出。
[0017]通过这样的电解加工工具，电解液流通电极内的流道，从电极的前端导出。借助该电解液，在电极的前端面和被加工材料的加工孔的内面之间通电，从而电解被加工材料，令加工孔能更加深入地被加工。电解液从流体导出部朝着径向外侧被导出，该导出的电解液对于加工孔的内面施加流体作用力。这么一来，工具主体被施加其反作用力，将工具主体变位成:朝反作用力方向挠曲。
[0018]在此，于工具主体上设置流道区划部，通过将电极内侧的流道分为第一流道和第二流道，从而能够让电解液独立地流通第一流道和第二流道。此外，由于流体导出部通过第二流道，从而能够利用增减流通第二流道的电解液流量来调整从工具主体的流体导出部导出的电解液分量，进而可以非常容易地调整工具主体的位移量。
[0019]此外，本发明第二方式所涉及的电解加工工具被设置在上述第一方式的所述电极内，并且还具备闭塞所述第二流道的栓部，所述流体导出部可以形成在相对所述栓部的所述工具主体后端一侧。
[0020]通过设置这样的栓部，流通第二流道的电解液流量，同从流体导出部朝着径向外侧导出的电解液流量相等。因此，能够更加容易地对于流体导出部导出的电解液流量进行调整。由此，可以控制施加在工具主体上的流体作用力的反作用力，更加容易地形成期望的形状的弯孔和直线孔。
[0021]还有，本方面第三方式所涉及的电解加工系统具备:
[0022]上述第一方式或第二方式涉及的电解加工工具、
[0023]将所述电解加工工具相对被加工材料而引导至指定行进方向的引导部、
[0024]使所述电解加工工具行进的移动装置、
[0025]独立地向所述第一流道和所述第二流道分别提供所述电解液的电解液供应部。
[0026]通过这样的电解加工系统，在电解加工工具中，通过将流道区划部设置在工具主体上，从而能够令电解液独立地在第一流道和第二流道上流通。为此，通过增减朝向第二流道的电解液流量，调整电解液从流体导出部的导出量，从而能够容易地调整工具主体的位移量。由此，能够容易地形成期望的形状的弯孔和直线孔。
[0027]此外，本发明的第四方式所涉及的穿孔构件的制造方法，使用上述第一方式或第二方式所涉及的电解加工工具，在被加工材料上形成加工孔。
[0028]根据这样的穿孔构件的制造方法，通过电解加工工具来增减朝向第二流道的电解液流量，调整电解液从流体导出部的导出量，从而能够容易地调整工具主体的位移量。由此，能够容易地形成期望的形状的弯孔和直线孔。
[0029]发明效果
[0030]根据上述的电解加工工具、电解加工系统以及穿孔构件的制造方法，在工具主体上区划出第一流道和第二流道，另外，将该第二流道同流体导出部联通。由此，能够容易地形成期望的形状的弯孔和直线孔。
【附图说明】
[0031][图1]表示本发明第一实施方式涉及的电解加工系统的正面图。
[0032][图2A]表示本发明的第一实施方式涉及的电解加工系统中的电解加工工具和被加工材料的纵向剖面图。
[0033][图2B]是表示本发明的第一实施方式涉及的电解加工系统中的电解加工工具的图，表示了图2A的A矢向视图。
[0034][图2C]是表示本发明的第一实施方式涉及的电解加工系统中的电解加工工具的图，表示了图2A的B矢向视图。
[0035][图3]表示本发明的第二实施方式涉及的电解加工系统中的电解加工工具和被加工材料的纵向剖面图。
【具体实施方式】
[0036][第一实施方式]
[0037]以下对于本发明第一实施方式涉及的电解加工系统I进行说明。
[0038]电解加工系统I为用于在被加工材料100上形成加工孔101的装置。本实施方式作为一个例子，把被加工材料100设定为燃气轮机的涡轮叶片，被加工材料100的加工孔101作为用于冷却涡轮叶片的冷却孔。
[0039]以下将具有加工孔101的被加工材料100的制造方法，即穿孔构件的制造方法穿插进行说明。
[0040]如图1所示，该电解加工系统I具备:
[0041]朝向被加工材料100形成加工孔101的多个电解加工工具3、令该电解加工工具3行进的移动装置4、在令电解加工工具3行进的时候，引导该电解加工工具3的引导部5、给电解加工工具3供应电解液W(参照图2A)的电解液供应部6。另外，电解加工系统I不仅是具备多个电解加工工具3的结构，也可以是具有一个电解加工工具3的结构。
[0042]移动装置4配置在被加工材料100即涡轮叶片的前端10a侧上。移动装置4相对于该前端100a，可以将电解加工工具3进行进退移动。
[0043]该移动装置4例如使用未图示的电动机等驱动源，进行电解加工工具3的进退移动。
[0044]该移动装置4具有多个握紧部4a，所述握紧部4a握紧了位于被加工材料100—侧的面上的电解加工工具3的基端，即下述的基端10b。该握紧部4a形成为内部呈中空状的筒状。握紧部4a的一端侧被插入了电解加工工具3的基端，从而握紧电解加工工具3。
[0045]电解液供应部6是泵等，在移动装置4的握紧部4a的另一端侧，借助电解液流道6a进行连接。借助该电解液流道6a，将电解液W供应到握紧部4a的内部。该电解液W的供应量通过未图示的流量控制装置进行随意调整。作为电解液W，例如使用硫酸、硝酸、食盐水等。
[0046]引导部5被配置在移动装置4和被加工材料100的前端10a即涡轮叶尖罩壳之间。引导部5相对被加工材料100的前端100a，将利用移动装置4进行进退的电解加工工具3引导至规定的行进方向上。在该引导部5中，移动装置4 一侧和被加工材料100—侧之间穿透设置了多个互相联通的引导孔5a。这些引导孔5a分别将电解加工工具3从移动装置4 一侧朝向被加工材料100 —侧插入贯通。并且在该状态下，通过让这些电解加工工具3利用移动装置4进行前进，从而顺应引导孔5a的配置，在被加工材料100的前端10a上的期望位置上，可将导入电解加工工具3以指定角度导入至前端100a。
[0047]接下来，对于电解加工工具3进行说明。
[0048]如图2A和图2B所示，电解加工工具3通过电解加工，在被加工材料100上形成加工孔101即涡轮叶片的冷却孔。电解加工工具3具有电极11、以及从外围将该电极11包裹住的绝缘层12，从整体而言具备形成筒状的工具主体10。
[0049]工具主体10中的电极11形成沿着轴线O延伸的筒状。电极11例如利用不锈钢、铜、钛等具有可挠性的导电性材料形成。在该电极11的内侧中空部分即电极11的内部中，形成了联通移动装置4的握紧部4a的内部的空间。该空间成为了流道FC，其用于将供给电解加工的电解液W从握紧部4a的内部导入并流通。这么一来，电解液W从作为工具主体10后端侧的基端1b侧即移动装置4 一侧，朝着前端1a侧即被加工材料100侧流通。
[0050]此外，在前端1a—侧的电极11端面呈现同轴线O垂直相交的平坦状或者是锥状，本实施方式中是平坦状。本实施方式中，电极11为圆筒状，不过例如也可以是截面多角形的角筒状。
[0051]工具主体10的绝缘层12例如利用具有电绝缘性的聚酯类树脂等形成。绝缘层12被包裹在电极11的外周面。然而，在前端1a侧的电极11端面并没有被绝缘层12所覆盖，而露出电极11。
[0052]具有这种电极11和绝缘层12的工具主体10中，其周方向位置的一部分形成有流体导出部15，所述流体导出部15将流通电极11内侧的流道FC的电解液W朝工具主体10的径向外侧导出。
[0053]在本实施方式中，作为流体导出部15，采用了孔部。该孔部将电极11和绝缘层12朝径向贯通，从而联通工具主体10的内外。从工具主体10的径向看去，如图2C所示，流体导出部15的形状呈现以外周方向和轴线O方向延伸的线段为边而构成的矩形形状。该孔部的形状不局限于矩形形状，例如也可以是圆形和正方形形状等其他形状。此外，流体导出部15在本实施方式中优选形成在靠近工具主体10的前端1a的位置，不过对此位置并没有限制。
[0054]工具主体10还具有配置在电极11内侧的内筒构件即流道区划部17。
[0055]内筒构件17和电极11 一样，沿着轴线O延伸，形成筒状，所述筒状具有跟电极11的轴线O方向大致相同的尺寸。内筒构件17例如通过不锈钢、铜、钛等具有可挠性的导电性材料形成。该内筒构件17例如通过加强筋等以与电极11的内周面Ila在径向上隔开