飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法与流程

本发明涉及电化学加工，具体涉及一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法。

背景技术：

1、直升机在垂直起降、飞行和悬停的过程中频繁使用中央桨毂驱动桨叶变换角度，实现各种飞行动作。桨毂支臂作为桨毂与桨叶变距铰、摆振铰和挥舞铰三个驱动铰链的主要构成件，是重要的承力件，需要承担桨叶传导的离心力、挥舞弯矩、摆振弯矩等复杂载荷。同时，桨毂支臂还需要承受大气湍流、发动机和传动系统的振动载荷。桨毂支臂呈现结构复杂，多为具有干涉特征的变截面内腔，材料为难切削的高性能钛合金，且要求加工表面完整性好能承受高强度变载荷冲击。

2、桨毂支臂呈现杆状件，两端小口，中间空间大的遮蔽内腔，起到减重又能满足强度需求，如图1所示。

3、目前，加工此类带遮蔽内腔构件主要采用专用卧式镗床加工，由于开口较小、扩孔直径大，轴向尺寸长，镗削工艺受到限制，主要表现为工件过长两端加工，不可避免有接刀痕，表面光洁度不一致；伸长刀杆镗削，刀头颤动，吃刀量下降，效率不高等问题。同时，为了实现镗削，不能将入口孔尺寸设计过小，在一定程度上也降低了桨毂支臂强度。

4、桨毂支臂内腔为变截面回转体内腔，长度超过620mm，两端小孔，侧壁无开窗，加工过程中无法监测加工间隙、电解液流动情况和加工进行的状态，属于一旦加工进行，中间过程不可干预，也不可干预调整。常规电解加工不能满足桨毂支臂的加工需求，成为生产制造中瓶颈。

5、常规电解加工桨毂支臂存在问题：

6、(1)常规电解加工存在成型阴极过大无法进入遮蔽内腔；

7、(2)过长遮蔽内腔，导致加工过程中无法观测和干预。

8、因此，发明人提供了一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法。

技术实现思路

1、(1)要解决的技术问题

2、本发明实施例提供了一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法，解决了桨毂支臂由于遮蔽内腔过长而导致电化学加工过程中无法观测和干预的技术问题。

3、(2)技术方案

4、本发明的第一方面提供了一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，包括驱动机构、线性导套、导向杆、旋转轴套、限位导轮、加工电极和限位块；其中，

5、所述线性导套滑动套设于所述导向杆，所述限位块固定设置于所述导向杆的顶端，所述驱动机构用于驱动所述线性导套沿所述导向杆的轴向往复运动，所述加工电极用于贯穿工件且其两端分别连接对应的所述线性导套且同步运动，两个所述旋转轴套分别安装于所述工件的两端且用于在外力驱动下带动所述工件旋转；所述加工电极通过所述限位导轮与所述工件的内腔与相接触。

6、进一步地，所述加工电极为单刃加工电极。

7、进一步地，所述加工电极与所述工件的内腔之间的加工间隙为恒定值。

8、进一步地，所述限位块为刚性材质。

9、进一步地，所述限位导轮为绝缘材质。

10、进一步地，所述加工电极的刃两侧均设有所述限位导轮。

11、进一步地，多个所述限位导轮沿所述加工电极的刃的高度方向依次间隔分布。

12、本发明的第二方面提供了一种利用上述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置的控制方法，包括以下步骤：

13、将加工电极穿过工件的中间预孔，并通过旋转轴套带动所述工件旋转；

14、驱动所述加工电极向上运动，以使所述限位导轮与所述工件的内壁接触达到平衡；

15、电化学加工时，将所述加工电极接电源阴极，所述将工件接电源阳极，并通电解液；

16、工件内腔在电解液的电场作用下，不断发生溶解，直至加工出两端小口、中间大腔的遮蔽内腔的最终尺寸。

17、进一步地，电化学加工时，驱动机构对所述加工电极的施加压力、电解液压力以及所述加工电极与工件表面的接触力相平衡，形成初始加工间隙。

18、进一步地，随着加工进行，所述工件发生溶解，力的平衡自适应驱动所述加工电极进给，始终保持加工间隙恒定。

19、(3)有益效果

20、综上，本发明通过深长变截面的遮蔽内腔毛坯在机床a轴的驱动下绕着旋转轴套的中心旋转，加工电极的左右端沿着线性导套做直线运动，在驱动机构的驱动下，加工电极的左端和右端同向同步直线运动。加工电极的加工面上预先设计与工件内腔相接触的限位导轮，形成电化学加工初始加工间隙。电化学加工时，驱动机构对加工电极施加压力、电解液压力以及加工电极与工件表面的接触力的三力相平衡，形成初始加工间隙。随着加工进行，阳极材料发生溶解，力的平衡自适应驱动电极进给，始终保持加工间隙恒定，保证电化学加工的顺利进行。

技术特征：

1.一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，包括驱动机构(1)、线性导套(2)、导向杆(3)、旋转轴套(4)、限位导轮(5)、加工电极(6)和限位块(7)；其中，

2.根据权利要求1所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，所述加工电极(6)为单刃加工电极。

3.根据权利要求1所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，所述加工电极(6)与所述工件(100)的内腔之间的加工间隙为恒定值。

4.根据权利要求1所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，所述限位块(7)为刚性材质。

5.根据权利要求1所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，所述限位导轮(5)为绝缘材质。

6.根据权利要求1或5所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，所述加工电极(6)的刃两侧均设有所述限位导轮(5)。

7.根据权利要求6所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置，其特征在于，多个所述限位导轮(5)沿所述加工电极(6)的刃的高度方向依次间隔分布。

8.一种利用如权利要求1-7中任一项所述的飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，电化学加工时，驱动机构对所述加工电极的施加压力、电解液压力以及所述加工电极与工件表面的接触力相平衡，形成初始加工间隙。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，随着加工进行，所述工件发生溶解，力的平衡自适应驱动所述加工电极进给，始终保持加工间隙恒定。

技术总结
本发明涉及电化学加工技术领域，具体涉及一种飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法。装置包括驱动机构、线性导套、导向杆、旋转轴套、限位导轮、加工电极和限位块；线性导套滑动套设于导向杆，限位块固定设置于导向杆的顶端，驱动机构用于驱动线性导套沿导向杆的轴向往复运动，加工电极用于贯穿工件且其两端分别连接对应的线性导套且同步运动，两个旋转轴套分别安装于工件的两端且用于在外力驱动下带动工件旋转；加工电极通过限位导轮与工件的内腔与相接触。该飞行器遮蔽内腔电化学加工的自适应进给控制装置及方法的目的是解决桨毂支臂由于遮蔽内腔过长而导致电化学加工过程中无法观测和干预的问题。

技术研发人员：褚玉程,张明岐,柴禄,黄明涛
受保护的技术使用者：中国航空制造技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12