一种航空发动机零件密封蜂窝加工方法及装置与流程

本发明属于机械加工领域，具体是一种用于航空发动机多层蜂窝密封结构的加工方法和加工装置。

背景技术：

航空发动机密封蜂窝结构的传统加工方法是电火花加工，电火花蜂窝磨床通常采用旋转圆棒电极进行内径修圆补偿磨削方式进行加工，这种方法利用圆棒电极作旋转运动，缺点是只有在电极尺寸比较大时加工效率才高，而且电极也很浪费。前述传统的加工方法的加工效率低下，而且零件形位公差大，不能满足发动机加工的需求，随着航空发动机技术的发展，对密封蜂窝结构的要求也随之提高，目前在国内还没有替代的加工方式进行加工，无法满足设计需求。

技术实现要素：

本发明旨在提出一种航空发动机零件密封蜂窝加工方法及装置，实现对此类零件蜂窝加工过程中的快速、可调整、精度高。

本发明采用的技术方案如下：

一种航空发动机零件密封蜂窝加工装置，包括，

基座，所述基座与旋转轴相连；

旋臂，所述旋臂包括位于一条直线上的第一旋臂和第二旋臂，第一旋臂的一端以及第二旋臂的一端分别与基座连接；

滑动单元，所述滑动单元有两组，分别独立滑动连接在第一旋臂和第二旋臂；

电极，所述电极可拆卸连接于第一旋臂的滑动单元上。

进一步，一个所述基座、一根所述第一旋臂、一根所述第二旋臂、两组滑动单元和一根电极组成一个加工单元，沿着旋转轴轴线方向设置有多组加工单元。

进一步，所述滑动单元包括上滑块和下滑块，上滑块滑动连接于旋臂上方，下滑块滑动连接于旋臂下方，且上滑块和下滑块之间可以相对滑动。

优选的，航空发动机零件密封蜂窝加工装置还包括，

第一槽口，所述第一槽口位于旋臂上，且贯穿旋臂的上、下端面；

第二槽口，所述第二槽口位于旋臂上，两条所述第二槽口平行于第一槽口并分居第一槽口两侧，上滑块通过置于第二槽口内的螺栓与旋臂滑动连接；

支座，所述支座置于第一槽口中，且上端与上滑块固定连接；

螺杆，所述螺杆的一端与下滑块螺纹连接，另一端贯穿支座后与螺帽连接；

盖板，所述盖板包括左盖板和右盖板，左盖板和右盖板分别固定连接在旋臂下端面第一槽口处的两侧，下滑块通过盖板与旋臂滑动连接。

优选的，航空发动机零件密封蜂窝加工装置还包括，

第三槽口，所述第三槽口位于下滑块的上端面；

紧定螺钉，所述紧定螺钉贯穿上滑块的上、下端面，且紧定螺钉的轴线穿过第三槽口。

进一步，所述下滑块下端螺纹连接有第二螺帽。

进一步，所述第一旋臂的侧表面固定连接有主尺，第一旋臂上的滑动单元的侧表面固定连接有下游标。

进一步，所述电极包括一条圆弧形表面，弧面的尺寸介于蜂窝最终成型表面和中差值表面的直径要求之间。

当只有一组加工单元时，采用前述航空发动机零件密封蜂窝加工装置的蜂窝加工方法为：将旋臂置于零件待加工密封蜂窝面内圆中，确保旋转轴与零件待加工密封蜂窝面内圆同轴，旋臂以旋转轴为轴线做旋转运动进行加工，旋转轴每旋转360°，调整电极和滑动单元在旋臂上的位置。

当有多组加工单元时，采用前述航空发动机零件密封蜂窝加工装置的蜂窝加工方法为：将多组加工单元置于零件待加工密封蜂窝面内圆中，确保旋转轴与零件待加工密封蜂窝面内圆同轴，多组加工单元之间相互错开一定角度(即多组加工单元在垂直于旋转轴的平面的投影内，相互错开一定初始角度)，多组加工单元以旋转轴为轴线做旋转运动进行加工，旋转轴每旋转°，调整电极和滑动单元在旋臂上的位置。

本发明中，可以通过旋臂侧表面的主尺和滑动单元测表面的下游标准确调整电极的进给量，第一旋臂和第二旋臂上滑动连接滑动单元可以防止旋臂因长时间单侧受力(电极自重产生的力矩)导致的变形，避免密封蜂窝面发生偏移，从而提高了密封蜂窝结构的加工精度，满足更高的形位公差要求。当需要调整电极与零件之间的间隙时，通过滑动单元中的上滑块和下滑块能够实现距离的粗调和细调，游标尺的加入提高了尺寸调节的准确性。另一方面，由于电极可沿着旋臂移动，因此能够加工不同半径的密封蜂窝。对于多级蜂窝的加工，可以通过沿着旋转轴轴线升降移动零件实现不同密封蜂窝的加工，也可通过在旋转轴上设置多个旋臂及电极进行同时加工。

与现有技术相比，本发明的结构简单，操作方便，快速高效，稳定可靠，提高了加工效率和加工质量。

附图说明

图1是密封蜂窝加工方法示意图；

图2是本发明中蜂窝加工装置示意图；

图3是图2中a-a剖面示意图；

图4是图2的仰视图；

图中，1、旋臂；2、基座；3、支座；4、上滑块；5、下滑块；6、螺杆；7、第一螺帽；8、主尺；9、盖板；10、第二螺帽；11、螺栓；12、螺母；13、第一螺钉；14、紧定螺钉；15、下游标；16、销；17、第二螺钉；18、第三螺钉；19、销子。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述实施例。

如图1所示，为本发明的解决方案原理示意图，即一种线性向量分段成型加工法，此法利用旋臂电极(见附图1)的臂长，由x，y轴做圆形轨迹运动(x，y轴确定的平面即蜂窝密封结构所在平面)，c轴(垂直于x，y轴确定的平面)的运动轨迹与x，y轴轨迹配合运动，既x，y轴运动一个圆周轨迹，c轴刚好运动360度(自转)。这种方法的优点是可加工尺寸不同的工件，不受机床行程的限制，通过调节旋臂上电极的尺寸来控制不同零件的加工尺寸。缺点是控制加工尺寸需多次测量电极与工件间的间隙。

为提高零件加工精度、加工效率，考虑了电极消耗及通用性，本发明采用了弧面扇形结构的电极，弧面的尺寸介于蜂窝最终成型表面和中差值表面的直径要求之间(这里的中差值即尺寸偏差范围的中间值，例如零件直径要求是r30±1，那么中差值表面就是r30)。

本发明采用分段成型加工，即给定一个起始加工角度α(非0°)开始加工，加工前主轴c轴带动旋臂由0°空载旋转到α位置，再以α为起点旋转加工360°后停止加工。以同样的方法每次按照加工情况设定的进给量，连续加工n圈，直至达到最终要求的尺寸，这种方式大大提高了加工效率。当在c轴上同时设置多组旋臂时，可同时加工多条蜂窝密封面，加工效率可进一步提高。

如图2～图4，为本发明的航空发动机零件密封蜂窝加工装置，包括旋臂1基座2、支座3、上滑块4、下滑块5、螺杆6、第一螺帽7、主尺8、盖板9、第二螺帽10、螺栓11、螺母12、第一螺钉13、紧定螺钉14、下游标15、销16、第二螺钉17、第三螺钉18和销子19。其中，基座2至少有一个，基座2与机床主轴c轴相连；旋臂1至少有一组，每组旋臂1包括位于一条直线上的第一旋臂和第二旋臂，第一旋臂的一端以及第二旋臂的一端分别通过第三螺钉18、销子19与基座2连接，第一旋臂和第二旋臂上都开有第一槽口，第一槽口位于旋臂上且贯穿旋臂的上、下端面，第一槽口两侧各平行开设有一条第二槽口，第一旋臂的侧表面通过第二螺钉17固定连接有主尺8；滑动单元，两组滑动单元分别独立滑动连接在第一旋臂和第二旋臂上，每组滑动单元包括一块上滑块4，一块下滑块5，一个支座3，一根螺杆6，一套盖板9和一根紧定螺钉14，上滑块4滑动连接于旋臂上方，下滑块5滑动连接于旋臂下方，且上滑块4和下滑块5之间可以相对滑动，下滑块5的上端面开设有第三槽口，下滑块5下端螺纹连接有第二螺帽10，第一旋臂上的滑动单元的侧表面固定连接有下游标15，上滑块4的截面形状呈t字形，在t字形下端有一凹槽，下滑块5的截面呈工字形，其工字形上端与上滑块4的t字形下端凹槽接合。具体来说，上滑块4通过置于第二槽口内的螺栓11与旋臂滑动连接，螺栓11的另一端贯穿上滑块4后与螺母12连接,支座3置于第一槽口中且上端与上滑块4固定连接,螺杆6的一端与下滑块5螺纹连接，另一端贯穿支座3后与螺帽7连接，盖板9包括左盖板和右盖板，左盖板和右盖板分别通过第一螺钉13固定连接在旋臂下端面第一槽口处的两侧，形成下滑块5的滑动轨道，下滑块5通过盖板9与旋臂滑动连接，紧定螺钉14贯穿上滑块4的上、下端面，且紧定螺钉14的轴线穿过第三槽口。电极至少有一根，电极通过第二螺帽10可拆卸连接于第一旋臂的下滑块5下端。

加工调整前，通过第二螺帽10将电极固定在下滑块5下端，加工调整时，如图2和图3，由于上滑块4、支座3、下滑块5连接在一起形成一个整体，因此，通过推动上滑块4即可带动支座3、下滑块5移动，此时，上滑块4在旋臂上端面平移，支座3在第一槽口内移动，下滑块5在旋臂下端移动。通过同时调节第一旋臂和第二旋臂上的上滑块4实现整个加工单元的左右平衡、电极移动距离的粗调，此时通过拧紧螺母12实现上滑块4的固定，然后再通过拧动螺帽7实现细调，此时下滑块5相对上滑块4移动，确定下游标15和主尺8的刻度后，接着通过紧定螺钉14压入第三槽口实现上滑块4和下滑块5的相对固定。