CN211866810U - 一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电火花特种加工领域，具体是一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置主要包括垂直段及水平段，垂直段内部设有垂直流道，水平段内部设置有水平流道，垂直流道与水平流道连通，水平段末端开设有夹持开口，中心喷嘴旋流器电火花加工方法通过安装在机床上的电火花加工辅助装置对高干涉的中心喷嘴旋流器进行电火花加工。本实用新型加工中心喷嘴旋流器单个微孔的时间为30s，空心铜电极消耗约2mm，电极消耗成本不足1元人民币，利用辅助装置和空心黄铜电极，实现快速更换损耗的电极，利用电火花小孔设备加工高干涉叶身微孔，装置内通高压水，增强了冷却效果和提高排泄能力，从而提高加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电火花特种加工领域，具体是指一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置。
背景技术
中心喷嘴旋流器是航空发动机重要的燃机类零件，参见图1，其上环形阵列设置有多个扇叶，而在扇叶侧面开设小孔，而一般的电火花微孔机仅仅能进行常规打孔，因此要加工此种高干涉的小孔目前还没有成熟的解决方案。
此外，针对电火花微孔加工，目前常常采用的方法为使用紫铜电机或石墨电极进行干涉微孔加工，主要缺陷如下：
1、紫铜电极、石墨电极本身其加工难度大，成本较高，一根紫铜电极成本甚至达几百元人民币；
2、紫铜电极、石墨电极加工过程缓慢，一个微孔加工时间达10分钟。
因此，探寻一种加工成本低、加工速度快且能进行高干涉的电火花微孔加工方法成为本领域技术人员努力的方向。
实用新型内容
基于以上问题，本实用新型提高了一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置。本实用新型利用辅助装置和空心黄铜电极，实现快速更换损耗的电极，利用电火花小孔设备加工高干涉叶身微孔，装置内通高压水，增强了冷却效果和提高排泄能力，从而提高加工效率。本实用新型在借助现有电火花微孔加工机床的情况下可以实现高干涉电火花微孔加工，解决复杂零件微孔难加工、加工效率低、加工成本高特别是电极材料昂贵的难题。
为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，包括垂直段及水平段，垂直段内部设有垂直流道，水平段内部设置有水平流道，垂直流道与水平流道连通，水平段末端开设有用于夹持电火花电击电极的夹持开口。
作为一种优选的方式，水平段末端夹持开口处的侧面设有锁紧螺栓。
作为一种优选的方式，锁紧螺栓埋入水平段。
作为一种优选的方式，夹持开口处设有至少一个夹持孔。
作为一种优选的方式，垂直段及水平段组成一L型构件。
作为一种优选的方式，垂直段背向水平段的一端接有与垂直流道连通的引流导套。
作为一种优选的方式，垂直段与引流导套的连接方式为焊接。
一种中心喷嘴旋流器电火花微孔加工方法，包括以下步骤：
S01安装工件：将中心喷嘴旋流器安装在电火花微孔机床工作台上，并进行找正；
S02安装加工辅助装置：将中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置安装在电火花微孔机床加工主轴头上，将高压冲洗水与电火花加工辅助装置的垂直流道连通，然后将电火花电击电极安装在电火花加工辅助装置的夹持开口处；
S03微孔对准：通过电火花微孔机床工作台的五轴运动将安装好的中心喷嘴旋流器翻转，使电火花加工辅助装置水平段夹持的电火花电击电极伸入中心喷嘴旋流器加工叶片间，并对准中心喷嘴旋流器的待加工微孔点；
S04加工：控制电火花微孔机床对电火花加工辅助装置通过高压冲洗水，并对电火花电击电极通入脉冲电流，通过电火花电击电极产生的放电作用对待加工微孔点进行加工，同时经垂直流道、水平流道内流通的高压冲洗水冲刷加工孔点，将加工孔点的金属微粒带出，直至将孔点完全打通后完成该点微孔加工过程。
作为一种优选的方式，电火花电击电极为空心铜电极。
作为一种优选的方式，被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极外伸长度与打孔深度的关系为：H＝(h+3)～(h+5)mm，其中H为空心铜电极外伸长度，h为打孔深度。
作为一种优选的方式，被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极直径与微孔直径的关系为：R≤r，其中R为空心铜电极直径，r为微孔直径公差范围内最小极限直径尺寸。
作为一种优选的方式，脉冲电流为3A，脉冲电压为45V，脉冲电流脉宽为4s，脉冲电流脉间为2s。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型在借助现有电火花微孔机的情况下可以实现高干涉电火花微孔加工，解决复杂零件微孔难加工的难题，针对高干涉情况的中心喷嘴旋流器复杂打孔形成成熟的解决方案；
(2)本实用新型加工中心喷嘴旋流器单个微孔的时间为30s，空心铜电极消耗约2mm，电极消耗成本不足1元人民币，大幅提高了电火花微孔加工的效率，并大幅降低了电火花微孔加工的成本；
(4)本实用新型被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极外伸长度与打孔深度的关系为：H＝(h+3)～(h+5)mm，其中H为空心铜电极外伸长度，h为打孔深度。由于在电火花加工过程中，空心铜电极存在一定的损耗，因此使得空心铜电极外伸长度H略微大于打孔深度，可以避免因电火花加工过程中电极消耗而出现无法打穿通孔的现象；
(5)本实用新型电火花电击电极为空心铜电极，空心铜电极为铜质空心管件，内部的通孔引导高压冲洗水，使用时高压冲洗水依次从电火花加工辅助装置的垂直流道、水平段流道进入空心铜电极，然后直接冲刷微孔加工点，使得电击金属材料熔化、气化产生的金属颗粒快速被高压冲洗水快速带走；
(6)本实用新型被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极直径与微孔直径的关系为：R ≤r，其中R为空心铜电极直径，r为微孔直径公差范围内最小极限直径尺寸。由于在电火花加工产生的微孔一般略大与空心铜电极直径，使空心铜电极直径略小于微孔直径公差范围内最小极限直径尺寸，保证电火花微孔加工的尺寸满足尺寸公差要求。
附图说明
图1为中心喷嘴旋流器的结构简图。
图2为本实用新型电火花加工辅助具体实施方式的正视图。
图3为本实用新型电火花加工辅助具体实施方式的仰视图。
图4为本实用新型电火花加工辅助具体实施方式的俯视图。
其中，101垂直段，102垂直流道，103引流导套，201水平段，202水平流道，203夹持开口，204夹持孔，205锁紧螺栓。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，包括垂直段101及水平段201，垂直段101 内部设有垂直流道102，水平段201内部设置有水平流道202，垂直流道102与水平流道202 连通，水平段201末端开设有用于夹持电火花电击电极的夹持开口203。
在本实例中，垂直段101及水平段201仅为方便命名，其可以为垂直或水平构件，也可以为蛇形件，为了降低辅助装置加工难度，本实施例垂直段101及水平段201均为直条型构件，垂直段101及水平段201可以直接连接，也可以不直接连接，只要保证其内部的垂直流道102与水平流道202连通能够引导高压冲洗水即可，为了实现构件的整体性及其易于作为一个构件进行移动，垂直段101及水平段201直接连接。而垂直段101及水平段201的连接的形状可以多样，可以为L型或其他形状，能保证具有水平走向对侧面进行加工即可。
进一步的，为了保证夹持开口203夹持的可靠性，水平段201末端夹持开口203处的侧面设有锁紧螺栓205，通过锁紧螺栓205锁紧分成两瓣的水平段201，提高电火花电击电极安装稳固性。
进一步的，为了避免锁紧螺栓205占据较大的空间，使水平段201出现无法伸入中心喷嘴旋流器叶片间的情况，锁紧螺栓205埋入水平段201。
进一步的，夹持开口203处设有至少一个夹持孔204，一般设置多个，这样可以针对不同孔径大小的工件进行电火花加工。
进一步的，为了便于高压冲洗水流入垂直流道102，在垂直段10背向水平段201的一端接有与垂直流道102连通的引流导套103，垂直段101与引流导套103的连接方式可以为焊接或螺纹连接，为了保证垂直段101与引流导套103连接的可靠性，垂直段101与引流导套103的连接方式为焊接。
具体使用时，将整体装置安装在电火花加工机床的主轴头上，将垂直流道102与高压冲洗水通过引流导套103连通，再将微孔加工电极安装在水平段201末端的夹持开口203上，电火花加工机床的主轴头使水平段201伸入中心喷嘴旋流器叶片间并对置微孔加工位置，然后通电及高压水，水平段201末端夹持的电极通电进行高干涉情况下的电火花微孔加工，高压水经垂直流道102及水平流道202冲刷电火花加工处，最终实现高干涉情况下的电火花微孔加工过程。
实施例2：
一种中心喷嘴旋流器电火花微孔加工方法，包括以下步骤：
S01安装工件：将中心喷嘴旋流器安装在电火花微孔机床工作台上，并进行找正；
S02安装加工辅助装置：将电火花加工辅助装置安装在电火花微孔机床加工主轴头上，将高压冲洗水与电火花加工辅助装置的垂直流道连通，然后将电火花电击电极安装在电火花加工辅助装置的夹持开口处；
S03微孔对准：通过电火花微孔机床工作台的五轴运动将安装好的中心喷嘴旋流器翻转，使电火花加工辅助装置水平段夹持的电火花电击电极伸入中心喷嘴旋流器加工叶片间，并对准中心喷嘴旋流器的待加工微孔点；
S04加工：控制电火花微孔机床对电火花加工辅助装置通过高压冲洗水，并对电火花电击电极通入脉冲电流，通过电火花电击电极产生的放电作用对待加工微孔点进行加工，同时经垂直流道、水平流道内流通的高压冲洗水冲刷加工孔点，将加工孔点的金属微粒带出，直至将孔点完全打通后完成该点微孔加工过程。
值得注意的是，上述S01及S02步骤可以颠倒。
进一步的，电火花电击电极为空心铜电极，空心铜电极为铜质空心管件，内部的通孔引导高压冲洗水，使用时高压冲洗水依次从电火花加工辅助装置的垂直流道、水平段流道进入空心铜电极，然后直接冲刷微孔加工点，使得电击金属材料熔化、气化产生的金属颗粒快速被高压冲洗水快速带走。
进一步的，被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极外伸长度与打孔深度的关系为： H＝(h+3)～(h+5)mm，其中H为空心铜电极外伸长度，h为打孔深度。由于在电火花加工过程中，空心铜电极存在一定的损耗，因此使得空心铜电极外伸长度H略微大于打孔深度，可以避免因电火花加工过程中电极消耗而出现无法打穿通孔的现象。
进一步的，被电火花加工辅助装置夹持的空心铜电极直径与微孔直径的关系为：R≤r，其中R为空心铜电极直径，r为微孔直径公差范围内最小极限直径尺寸。由于在电火花加工产生的微孔一般略大与空心铜电极直径，因此为了保证微孔加工的尺寸满足尺寸公差要求，将空心铜电极直径选用为略小于微孔直径公差范围内的最小极限直径尺寸。
进一步的，为了协调控制加工效率与加工孔径的关系，对电火花加工参数脉冲电流、脉冲电压、脉冲电流脉宽、脉冲电流脉间进行控制，具体关系如下：
脉冲电流：脉冲电流越大，加工孔径越大，加工效率越高。
脉冲电压：脉冲电压越大，放大稳定，微孔加工孔径精度越高。
脉冲电流脉宽：脉冲电流脉宽时间越长，效率越高，加工孔径越大。
脉冲电流脉间：脉冲电流脉宽时间越长，效率越低，微孔加工孔径精度越高。
因此，通过控制上述四个电火花加工参数，可以控制微孔加工加工效率、直径大小及加工精度，可以根据具体工艺要求进行灵活调整，本实施例电火花加工机床脉冲电流为3A，脉冲电压为45V，脉冲电流脉宽为4s，脉冲电流脉间为2s。
通过本实施例加工中心喷嘴旋流器单个微孔的时间为30s，空心铜电极消耗约2mm，电极消耗成本不足1元人民币，大幅提高了电火花微孔加工的效率，并大大降低了电火花微孔加工的成本。
如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：包括垂直段(101)及水平段(201)，所述垂直段(101)内部设有垂直流道(102)，所述水平段(201)内部设置有水平流道(202)，所述垂直流道(102)与水平流道(202)连通，所述水平段(201)末端开设有用于夹持电火花电击电极的夹持开口(203)。
2.根据权利要求1所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述水平段(201)末端夹持开口(203)处的侧面设有锁紧螺栓(205)。
3.根据权利要求2所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述锁紧螺栓(205)埋入水平段(201)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述夹持开口(203)处设有至少一个夹持孔(204)。
5.根据权利要求1～3任一项所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述垂直段(101)及水平段(201)组成一L型构件，所述垂直段(101)背向水平段(201)的一端接有与垂直流道(102)连通的引流导套(103)。
6.根据权利要求5所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述垂直段(101)与引流导套(103)的连接方式为焊接。
7.根据权利要求1～3任一项所述的一种中心喷嘴旋流器电火花加工辅助装置，其特征在于：所述垂直段(101)及水平段(201)组成一L型构件。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 2899, Nanwu Road, Chengdu Economic and Technological Development Zone (Longquanyi District), Sichuan 610100 Patentee after: Chengdu Hehong Technology Co.,Ltd. Address before: 610100 Donghang Road 458, Chengdu Economic and Technological Development Zone, Sichuan Province Patentee before: CHENGDU HONF TECHNOLOGY Co.,Ltd. |