航空发动机导向叶片封严槽的电火花加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空发动机导向叶片制造技术领域，特别涉及一种航空发动机导向叶 片封严槽的电火花加工方法。
【背景技术】
[0002] 导向叶片是航空发动机部件中承受高温和热冲击最厉害的零件，其工作条件十分 恶劣。导向叶片除了受到较大的气动功与不稳定的脉动负荷外，还处于高温燃气的包围中， 工作环境的温度高且冷热变化大，导向叶片的受热严重不均匀。由于高温合金具有优良的 高温强度和硬度，因此常作为制作导向叶片的首选材料。
[0003] 为减小航空发动机漏气损失，提高封严效果，需要在导向叶片上加工封严槽。封严 槽分别分布于导向叶片的大缘板和小缘板上，由于封严槽的槽深较深、槽宽较窄，加工的位 置度要求和精度要求高，因而加工难度大。并且，导向叶片本身的结构非常复杂，这又进一 步增加了封严槽的加工难度，随着航空发动机的发展，多联导向叶片结构广泛应用于新型 发动机中，相对于单联导向叶片，多联导向叶片结构结构更为复杂，其封严槽的加工难度更 大。
[0004] 导向叶片通常由具有优良的高温强度和硬度的高温合金制作而成，高温合金是典 型的难加工材料，其切削加工性能非常差，现有技术中，导向叶片封严槽的加工方法分为切 削加工和电火花加工。由于高温合金的的切削性能差，切削加工时刀具损耗非常快，需要频 繁更换刀具，并且加工效率十分低下，加工成本也非常高，因而更多地采用电火花加工工艺 加工封严槽。目前采用的电火花加工工艺是采用由紫铜制作的大、小缘板封严槽活动加工 电极单独加工大、小缘板上的封严槽，即将大缘板活动加工电极先装配在电极底座上，先加 工大缘板上的封严槽，然后再更换成小缘板活动加工电极，继续加工小缘板上的封严槽。由 于电极由紫铜制作，在加工过程中的损耗很快，平均每加工一件导向叶片就需要更换新的 电极，由于封严槽的加工位置度和加工精度要求高，因而对电极的装配精度要求非常高，而 频繁更换电极难以保证每次装配时电极与电极底座的相对位置一致，容易造成电极位置出 现波动，进而导致封严槽的位置度难以保证。并且，单独加工大、小缘板上的封严槽还存在 着加工效率低下的问题。同时，由于电极由紫铜制作且呈薄片状，存在着强度不够的不足， 在封严槽加工过程中，电极容易变形，进而影响加工精度，封严槽的加工合格率极低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的航空发动机导向叶片封严 槽的电火花加工方法，以提高封严槽的加工效率和加工合格率。
[0006] 本发明提供的航空发动机导向叶片封严槽的电火花加工方法，该方法包括以下步 骤：
[0007] (1)将两块铜钨合金块分别固定在电极底座上，然后采用铣削加工的方式将两块 铜钨合金块加工成形状、位置分别与导向叶片大缘板和小缘板上待加工封严槽的形状一 致、位置相匹配的两个电极；
[0008] (2)将导向叶片用夹具固定在电火花加工机床上，将带电极的电极底座固定在电 火花加工机床的主轴上，使两个电极分别对准导向叶片大缘板和小缘板的待加工部位，电 火花加工采用脉冲电源，控制电压为70~75V，电流为4~6A，放电间隙为0. 05~0. 1mm， 并使电极与待加工部位之间充满电火花加工液，启动电火花加工机床，使电极沿着封严槽 深度方向对所述大缘板和小缘板的待加工部位进行电火花加工，该加工面上的封严槽加工 完成后，使用夹具将导向叶片重新固定在电火花加工机床上，使两个电极分别对准导向叶 片大缘板和小缘板上的下一待加工部位，按照上述工艺条件继续加工，直至该导向叶片上 所有同类型的封严槽全部加工完成；
[0009] 在对封严槽进行加工的过程中，当电极损耗后，采用铣削加工的方式将固定在电 极底座上的两块铜钨合金重新加工成电极后继续进行封严槽的加工。
[0010] 上述技术方案中，所述铜钨合金的含铜量为10%~50%。
[0011] 上述技术方案中，在电火花加工过程中，控制脉冲电源的脉冲宽度为15~25μs。
[0012] 上述技术方案中，所述电火花加工液为电火花机油。
[0013] 上述技术方案中，所述铜妈合金块的厚度为35~45mm。
[0014] 上述技术方案中，所述铜钨合金块上设有定位销孔和螺纹孔，铜钨合金块通过定 位销定位后与电极底座通过螺纹连接。
[0015] 上述技术方案中，所述电极底座的两端上设有检验孔，分别用于检测两个电极在 铣削加工成型后的位置度。
[0016] 上述技术方案中，将两块铜钨合金块分别固定在电极底座上之后，采用数控铣床 通过铣削加工的方式将两块铜钨合金加工成两个电极。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] 1.本发明提供了一种新的航空发动机导向叶片封严槽的电火花加工方法，该方法 在电极底座上固定两块铜钨合金块，采用铣削加工的方式将两块铜钨合金块加工成形状、 位置分别与导向叶片大缘板和小缘板上待加工封严槽的形状一致、位置相匹配的两个电 极，在电极损耗后，采用铣削加工的方式对两块铜钨合金块重新加工出相应的电极即可，这 样能大幅度减小更换电极的频率，避免因频繁更换电极造成电极位置波动而引起的封严槽 位置度无法保证的问题；并且，该方法使用两个电极同时对导向叶片同一面上的大缘板和 小缘板上的封严槽进行加工，能大幅度提高加工效率；同时，以铜钨合金替代紫铜作为电极 材料，铜钨合金的强度更大，使用过程中电极不容易变形，有利于提高封严槽的加工精度、 提高加工合格率。
[0019] 2.由于本发明所述方法在采用在铜钨合金块上反复加工电极的技术手段的基础 上，电压、电流、放电间隙以及电极给进速度等工艺参数的控制和匹配合理，因此该方法能 够保证封严槽的加工精度和位置度，提高加工合格率。
[0020] 3.由于本发明所述方法采用的电极底座上设有分别用于检测两个电极在铣削加 工成型后位置度的检验孔，并且采用数控铣床铣削加工两个电极，上述因素都有利于保证 两个电极的加工精度，从而为导向叶片封严槽的加工精度和位置度提供有力保障。
[0021] 4.由于本发明所述方法将两块铜钨合金通过螺纹连接的方式固定在电极底座上， 当铜钨合金块用至不能再铣削加工成电极时，这种连接方式有利于方便快速地更换新的铜 钨合金块，节约生产时间，提高生产效率。
[0022] 5.本发明所述方法采用现有电火花加工设备及数控铣床即可进行生产，并且适用 于导向叶片上各种结构的封严槽的加工，有利于推广应用。
[0023] 6.实验表明，与采用现有的大、小缘板封严槽活动加工电极单独加工的方法相比， 同样加工多联导向叶片的大、小缘板的盆、背径向面上封严槽，采用本发明所述方法加工封 严槽，加工合格率提高了 60%以上，加工成本降低了 30%以上，加工周期缩短了 50%以上， 并且每一组电极平均可加工8~10件多联导向叶片，使用寿命更长。
【附图说明】
[0024] 图1是实施例中待加工封严槽的多联导向叶片的结构示意图；
[0025] 图2是实施例中多联导向叶片