專利名稱：渦輪葉片的電火花加工方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪葉片的電火花加工(electric-dischargemachining)，并且更具體地，涉及電火花加工渦輪葉片的方法和裝置，其不受限于渦輪葉片的形狀，擴(kuò)展了可應(yīng)用的范圍，并且提高了生產(chǎn)率和加工精度。
背景技術(shù)：
通常，電火花加工工藝?yán)秒娀鸹ìF(xiàn)象熔融工件的一部分并且將熔融部分從非熔融部分移除以便加工出預(yù)期形狀的工件。具體地，在電火花加工中，工件和適合于預(yù)期形狀的刀具形電極(作為切削刀具)在絕緣加工油劑中分開地布置。在它們之間施加大約100V的電壓，同時(shí)它們之間的距離逐漸縮小。此時(shí)，在電極或工件的表面上發(fā)生火花放電。工件的材料在發(fā)生火花放電的放電點(diǎn)處熔融或汽化，并且鄰近放電點(diǎn)的工件通過(guò)絕緣油劑的壓力而移走。通過(guò)放電連續(xù)地形成精細(xì)的火口(crater)從而進(jìn)行切削。
用在工業(yè)領(lǐng)域或飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪是通過(guò)壓縮氣體而由燃燒氣體或受壓氣體獲得旋轉(zhuǎn)力的機(jī)械部件。這種渦輪可以通過(guò)上述電火花工藝來(lái)制造。通過(guò)電火花加工制造渦輪葉片的方法的一個(gè)例子在韓國(guó)專利說(shuō)明書No.2004-9436(“9436號(hào)申請(qǐng)”)中公開。根據(jù)9436號(hào)申請(qǐng)?zhí)峁┑臏u輪在圖1中示出。這種渦輪包括圓盤10和多個(gè)以規(guī)則間隔分開的葉片20。根據(jù)9436號(hào)申請(qǐng)，多個(gè)基準(zhǔn)細(xì)長(zhǎng)槽15沿著盤材料1的凸緣形成，如圖2所示。右上表面11和左上表面12基于細(xì)長(zhǎng)槽15而形成，如圖3所示，從而形成相對(duì)于對(duì)稱軸線S的上部。在翻轉(zhuǎn)并固定盤材料之后，第二右表面13和第二左表面14基于細(xì)長(zhǎng)槽15而形成以便形成相對(duì)于對(duì)稱軸線S的第二部分。
根據(jù)9436號(hào)申請(qǐng)，在葉片20之間沒(méi)有重疊的情況下，如圖4A所示，換言之，也就是在a＞b的情況下，基準(zhǔn)細(xì)長(zhǎng)槽可形成在葉片間隙10處，并且刀具電極可垂直地移動(dòng)以執(zhí)行切削工作，如圖4A中符號(hào)P所示。然而，當(dāng)葉片20之間有重疊時(shí)，如圖4B所示，換言之，當(dāng)a≤b時(shí)，由于葉片20之間的間隙不夠，就不能形成基準(zhǔn)細(xì)長(zhǎng)槽。另外，刀具電極就不能垂直地移動(dòng)以執(zhí)行切削工作。
具有葉冠的渦輪(其中葉冠整體地形成于葉片的外側(cè))不能通過(guò)將刀具電極如圖2所示那樣從盤材料1的橫截面移動(dòng)至內(nèi)側(cè)而形成基準(zhǔn)細(xì)長(zhǎng)槽15的常規(guī)方法來(lái)制造。
同時(shí)，由于渦輪葉片以C形狀形成，通過(guò)一次電火花加工不能獲得一組完整的葉片。于是，葉片通過(guò)電火花加工基于對(duì)稱軸線(圖3中的S)分成上部和第二部分而形成。在這種情況下，就存在著上部和第二部分之間出現(xiàn)不匹配的問(wèn)題，如圖5所示。沒(méi)有平滑地接合上部和第二部分之間邊界處的電火花加工部分并且在上部和第二部分之間的加工面處形成了凸起或臺(tái)階部分。這就阻礙了經(jīng)過(guò)葉片的流體(比如燃燒氣體)流動(dòng)，因而導(dǎo)致渦輪效率的降低。
另外，一個(gè)葉片由一個(gè)刀具電極形成，并且在盤材料在圓周方向旋轉(zhuǎn)之后，下一個(gè)葉片由該刀具電極形成。渦輪就是通過(guò)上述工序重復(fù)和葉片數(shù)目一樣的次數(shù)而電火花加工出來(lái)。因此，需要過(guò)多的加工時(shí)間來(lái)形成多個(gè)葉片。而且，還有另一個(gè)問(wèn)題由于難以保持每個(gè)葉片的布置一致；加工精度就很次。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供用于電火花加工渦輪葉片的方法和裝置，其能制造各種形狀的渦輪葉片，而不受限于渦輪葉片的形狀。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于電火花加工渦輪葉片的方法和裝置，其能提高生產(chǎn)率和加工精度。
本發(fā)明的再一目標(biāo)是提供用于電火花加工渦輪葉片的方法和裝置，其能防止渦輪葉片上部和第二部分之間的不匹配。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于電火花加工渦輪的方法，該渦輪具有多個(gè)沿著其圓周形成的葉片，該方法包括a)準(zhǔn)備基于對(duì)稱線被分成第一部分和第二部分的盤材料；b)固定該盤材料，并且第一部分面朝上；c)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第一部分形成該葉片的初始輪廓，以在該第一部分同時(shí)地形成粗加工空間；d)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入粗加工空間以同時(shí)地執(zhí)行葉片的精確加工；e)翻轉(zhuǎn)該盤材料并且固定該盤材料，并且第二部分面朝上；f)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第二部分形成該葉片的初始輪廓，以在該第二部分同時(shí)地形成粗加工空間；和g)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入形成于第二部分的粗加工空間以同時(shí)地執(zhí)行葉片的精確加工。
在c和f形成操作中，粗加工刀具電極沿著預(yù)期的粗加工導(dǎo)入角移動(dòng)以執(zhí)行加工。
d和g導(dǎo)入操作可包括首先沿著預(yù)期的精加工導(dǎo)入角移動(dòng)該精加工刀具電極以執(zhí)行加工；并且然后在該盤材料的圓周方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)該精加工刀具電極以執(zhí)行加工。
在d和g導(dǎo)入操作中，該盤材料可相對(duì)于對(duì)稱線被更深地切削0.1mm至0.3mm。
粗加工刀具電極和精加工刀具電極可與葉片的形狀相應(yīng)地成形，但以彼此不同的形狀成形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于電火花加工渦輪的裝置，該渦輪具有多個(gè)沿著其圓周形成的葉片，該裝置包括電極保持器，至少兩個(gè)相應(yīng)于葉片的刀具電極在葉片的圓周方向上布置和安裝至其上；和安裝框架，其與電極保持器相對(duì)以支承一盤材料。
刀具電極可布置為與葉片的數(shù)目相應(yīng)，并且彼此間隔分布，其間距相當(dāng)于葉片的一個(gè)節(jié)距。
該裝置還包括用于將放電電壓施加于刀具電極的放電電壓發(fā)生單元；用于在垂直方向和圓周方向上移動(dòng)電極保持器的刀具電極傳送單元；和用于控制放電電壓發(fā)生單元和刀具電極傳送單元的數(shù)控單元。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)其示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯，在附圖中圖1是示出由常規(guī)方法制造的渦輪葉片的透視圖；圖2和3是示出常規(guī)電火花加工方法的說(shuō)明圖；圖4A和4B是示出常規(guī)電加工工藝的限制的說(shuō)明圖；圖5是示出由常規(guī)電火花加工方法制造的渦輪葉片的不匹配狀態(tài)的照片；圖6是由本發(fā)明制造的渦輪葉片的局部剖面透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電火花加工裝置的橫截面視圖；圖8是圖7所示電極保持器的透視圖；圖9A至9C是粗加工刀具電極和精加工刀具電極的說(shuō)明圖；圖10是刀具電極的基準(zhǔn)高度和導(dǎo)入角的說(shuō)明圖；圖11A至11D是示出第一次粗加工工藝順序的視圖；圖12是示出通過(guò)第一次粗加工工藝形成的盤材料的形狀的橫截面視圖；圖13A至13G是示出第一次精加工工藝順序的視圖；圖14是示出通過(guò)第一次精加工工藝形成的盤材料的形狀的橫截面視圖；圖15A至15D是示出第二次粗加工工藝順序的視圖；圖16是示出通過(guò)第二次粗加工工藝形成的盤材料的形狀的橫截面視圖；圖17A至17G是示出第二次精加工工藝順序的視圖；圖18是示出通過(guò)第二次精加工工藝形成的盤材料的形狀的橫截面視圖；具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以很多不同的形式具體化并且不應(yīng)當(dāng)限制于這里所闡述的實(shí)施例。更確切地說(shuō)，這些實(shí)施例只是為了使本申請(qǐng)的公開徹底和完全以及將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員的目的而提供。在整個(gè)說(shuō)明書中，同樣的數(shù)字指示同樣的部件。
圖6是利用本發(fā)明的電火花加工方法制造的渦輪10的局部剖面透視圖。渦輪100包括具有轉(zhuǎn)軸150的圓盤110、多個(gè)沿著盤110的外周邊以規(guī)則間隔分開的葉片120、以及連接葉片120從而形成渦輪100外周邊的葉冠130。根據(jù)本發(fā)明的電火花加工方法，其能制造由盤-葉片-葉冠整體形成的整體渦輪100，如圖6所示。
圖7示出了能應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的渦輪葉片的電火花加工的電火花加工裝置的一個(gè)例子。電火花加工裝置包括電極保持器210以及與電極保持器相對(duì)的安裝框架220。作為工件的盤材料300平放在安裝框架220上并且固定在電極保持器210和安裝框架220之間。電極保持器210在其第一部分的中心設(shè)有主軸安裝部分211。電極保持器210通過(guò)主軸安裝部分211連接至刀具電極傳送器240。在數(shù)控單元260的控制之下，刀具電極傳送器240將電極保持器210傳送至垂直方向(Z方向)和圓周方向(C方向)。為此，數(shù)控單元260接收關(guān)于加工路線的數(shù)據(jù)。安裝至電極保持器210的刀具電極230沿著輸入的加工路線傳送以對(duì)盤材料300進(jìn)行加工。主軸安裝部分211電連接至放電電壓發(fā)生單元250，以便把放電脈沖施加至刀具電極230。刀具電極230由安裝元件213固定至電極保持器210的圓周。附圖標(biāo)記212標(biāo)識(shí)結(jié)合至刀具電極傳送器240的連接物。
圖8示出了圖7中的電極保持器，其中電極保持器210在其圓周方向上形成有多個(gè)安裝槽215，并且刀具電極230布置在安裝槽215中。刀具電極230彼此之間以相當(dāng)于待形成渦輪的葉片節(jié)距的間隙間隔開來(lái)。刀具電極230通過(guò)主軸安裝而施加預(yù)期水平的放電電壓從而在電極和工件之間產(chǎn)生電火花。電極保持器210形成有多個(gè)徑向通孔210’，以減輕電極保持器210并且提高電極保持器210的驅(qū)動(dòng)效率。
圖9A至9C是粗加工刀具電極213和精加工刀具電極232的側(cè)視圖，其中電極231和232沿著葉片120的輪廓成形。粗加工刀具電極231主要在盤材料上執(zhí)行淺切削，從而形成精加工刀具電極232進(jìn)入其中的粗加工空間。精加工刀具電極232通過(guò)粗加工空間進(jìn)入盤材料中以便執(zhí)行深切削并且從而完成葉片120的形狀。電極231和232可以由例如具有高導(dǎo)電性和高溫強(qiáng)度的鉻和銅合金制成。
圖10示出了在粗加工刀具電極231和精加工刀具電極232安裝到電極保持器之后給電極231和232設(shè)置基準(zhǔn)高度h1和h2的過(guò)程。基準(zhǔn)高度h1和h2從盤材料的第一表面U向上測(cè)量。粗加工刀具電極231和精加工刀具電極232從基準(zhǔn)高度h1和h2向下傳送以執(zhí)行加工?；鶞?zhǔn)高度h1和h2根據(jù)粗加工和精加工不同地設(shè)置。為了易于設(shè)置，在粗設(shè)置塊(setting block)501和精設(shè)置塊502放在盤材料上之后，粗加工基準(zhǔn)高度h1和精加工基準(zhǔn)高度h2可以基于塊的高度進(jìn)行設(shè)置。附圖標(biāo)記d1和d2分別表示已經(jīng)完成粗加工和精加工時(shí)的粗加工深度和精加工深度。深度d1和d2從基準(zhǔn)高度h1和h2向下測(cè)量。有關(guān)深度d1和d2的信息事先分別輸入電火花加工裝置。如果刀具電極231和232達(dá)到深度d1和d2，就完成了電火花加工。例如，在精加工放電中，精加工刀具電極232以旋轉(zhuǎn)軸Co為中心旋轉(zhuǎn)θ角度并且同時(shí)從基準(zhǔn)高度h2向下移動(dòng)深度d2，從而完成精加工。葉片120通過(guò)這些傳動(dòng)工序而被加工。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的渦輪葉片的電火花加工工藝。
如圖11A所示，預(yù)備盤材料300，并且隨后固定至電火花加工裝置。參考地，根據(jù)本發(fā)明的電火花加工渦輪的裝置通過(guò)基于對(duì)稱軸線區(qū)分第一部分310和第二部分來(lái)進(jìn)行對(duì)盤材料300的電火花加工。在安裝了盤材料之后，把至少兩個(gè)粗加工刀具電極231安裝至電極保持器。優(yōu)選地，要安裝的粗加工刀具電極231的數(shù)目與要形成的葉片數(shù)目一致，從而可用每個(gè)粗加工刀具電極231同時(shí)加工每個(gè)葉片120。如果多個(gè)葉片120同時(shí)地沿著盤材料的周邊形成，那么就縮短了加工時(shí)間，并且省略了重復(fù)的工序。另外，消除了由于多次而帶來(lái)的設(shè)置誤差，從而提高了加工精度。
在刀具電極231安裝到電極保持器之后，設(shè)置粗加工刀具電極的基準(zhǔn)高度h1，以上已經(jīng)結(jié)合圖10說(shuō)明了這個(gè)基準(zhǔn)高度。然后，將有關(guān)刀具電極加工路線的信息輸入電火花加工裝置，其中有關(guān)粗加工導(dǎo)入角α1的信息在粗加工中輸入。導(dǎo)入角α1表示刀具電極231的傳送角度，如圖11A所示，其限定為相對(duì)于盤材料300的垂直軸線的角度。此時(shí)，導(dǎo)入角α1可以根據(jù)要形成的渦輪葉片的傾斜部分120a的角度設(shè)置為介于0°至90°之間的期望角度。刀具電極231在圓周和垂直方向上同時(shí)地受控從而如下所述那樣沿著期望的導(dǎo)入角α1移動(dòng)。
接著，如圖11B至11D所示，粗加工刀具電極231以輸入的導(dǎo)入角移動(dòng)從而執(zhí)行電加工工藝。電極保持器210在盤材料的垂直方向(Z方向)和圓周方向(C方向)同時(shí)地受控，以使得粗加工刀具電極231沿著期望的導(dǎo)入角移動(dòng)。粗加工工藝一直進(jìn)行到刀具電極231達(dá)到事先輸入的粗加工深度d1，如圖11D所示。盤材料300的第一部分310通過(guò)粗加工工序形成期望的粗加工空間310’，如圖12所示。精加工刀具電極被導(dǎo)入粗加工空間310’以執(zhí)行精加工。
參考圖13A，安裝至電極保持器的粗加工電極被精加工刀具電極232替換，并且將有關(guān)精加工基準(zhǔn)高度h2的信息輸入電火花加工裝置。此時(shí)，精加工基準(zhǔn)高度h2可以如同以下結(jié)合圖10所述的那樣進(jìn)行設(shè)置。然后，將有關(guān)第一精加工工序中的精加工導(dǎo)入角α2和第二精加工工序中的圓周傳送量1(圖13F)的信息輸入電火花加工裝置。導(dǎo)入角α2設(shè)置為相對(duì)于粗加工導(dǎo)入角α1的銳角，如圖11A和13A所示，從而通過(guò)刀具電極導(dǎo)入粗加工空間來(lái)執(zhí)行對(duì)工件的電火花加工。
并且，如圖13B和13E所示，執(zhí)行第一次精加工電火花加工。精加工刀具電極232以設(shè)置的導(dǎo)入角α2移動(dòng)從而執(zhí)行電加工。精加工刀具電極232所安裝至的電極保持器在盤材料的垂直方向(Z方向)和圓周方向(C方向)上同時(shí)地受控，以使得精加工刀具電極232沿著期望的導(dǎo)入角移動(dòng)。第一次精加工工序一直進(jìn)行到精加工電極232達(dá)到事先輸入的粗加工深度d2，如圖13E所示，并且隨后進(jìn)行到第二次精加工工序。
在第二次精加工工序中，精加工刀具電極232固定在垂直方向，如圖13F和13G所示，同時(shí)在圓周方向(C方向)上以設(shè)定的傳送量1往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而形成凸部和凹部。更具體地，精加工刀具電極232在圓周方向(C方向)上移動(dòng)，如圖13F所示，從而形成葉片的凸部120b。然后，精加工刀具電極232在相反的圓周方向(C方向)上移動(dòng)，如圖13G所示，從而形成葉片的凹部120C。通過(guò)將電極保持器固定在垂直方向(Z方向)并且使電極保持器在數(shù)控單元的控制之下在圓周方向(C方向)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行精加工刀具電極232的傳送。盤材料的第一部分310通過(guò)精加工工序進(jìn)行加工，如圖14所示。優(yōu)選地，第一加工部分的第二端L1用相對(duì)于對(duì)稱軸線S的深度容許偏差e成形。優(yōu)選地，容許偏差處于0.1mm至0.3mm的范圍內(nèi)。于是，盤材料300的第一和第二部分310、320被重疊且被加工，從而消除了第一和第二部分310、320之間的不匹配(參閱圖5)。
在盤材料的第一部分310的加工之后，進(jìn)行盤材料的第二部分320的加工工序。
如圖15A所示，翻轉(zhuǎn)盤材料并將其固定至安裝框架，第一部分320面朝上。將粗加工刀具電極231安裝至電極保持器，并且將有關(guān)基準(zhǔn)高度h3和導(dǎo)入角α3的信息輸入電火花加工裝置。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，基準(zhǔn)高度h3和導(dǎo)入角α3與第一部分310的加工相同地設(shè)置。接著，根據(jù)輸入信息開始粗加工工序。如圖15B至15D所示，以導(dǎo)入角把粗加工刀具電極231導(dǎo)入盤材料300以進(jìn)行電加工。粗加工工序一直進(jìn)行到刀具電極231達(dá)到粗加工深度d3，如圖15D所示。盤材料的第二部分320通過(guò)粗加工工序形成期望的粗加工空間310’，如圖16所示。
然后，進(jìn)行第二部分的精加工工序。參考圖17A，安裝至電極保持器的粗加工電極被精加工刀具電極232替換，并且如以上結(jié)合圖10所描述的那樣設(shè)置精加工基準(zhǔn)高度h4。輸入有關(guān)精加工路線的信息，其中將有關(guān)第一精加工工序中的精加工導(dǎo)入角α4和第二精加工工序中的圓周傳送量2(圖17F)的信息輸入電火花加工裝置。優(yōu)選地，導(dǎo)入角α4和圓周傳送量2的設(shè)置方式與在第一部分的加工工序中設(shè)置精加工導(dǎo)入角α2(圖13A)和圓周傳送量1(圖13F)的方式相同。
并且，如圖17B至17E所示，執(zhí)行第一次精加工電火花加工。精加工刀具電極232以設(shè)置的導(dǎo)入角α4移動(dòng)從而執(zhí)行電加工。精加工刀具電極232所安裝至的電極保持器在盤材料的垂直方向(Z方向)和圓周方向(C方向)上同時(shí)地受控，以使得精加工刀具電極232沿著期望的導(dǎo)入角移動(dòng)。第一次精加工工序一直進(jìn)行到精加工電極232達(dá)到事先輸入的粗加工深度d2，如圖17E所示，并且隨后進(jìn)行第二次精加工工序。
在第二次精加工工序中，精加工刀具電極232固定在垂直方向，如圖17F和17G所示，同時(shí)在圓周方向(C方向)上以設(shè)定的傳送量2往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而形成凸部和凹部。更具體地，精加工刀具電極232在圓周方向(C方向)上移動(dòng)，如圖17F所示，從而形成葉片的凸部120b。然后，精加工刀具電極232在相反的圓周方向(C方向)上移動(dòng)，如圖17G所示，從而形成葉片的凹部120C。通過(guò)將電極保持器固定在垂直方向(Z方向)并且使電極保持器在數(shù)控單元的控制之下在圓周方向(C方向)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行精加工刀具電極232的傳送。盤材料的第二部分320通過(guò)精加工工序進(jìn)行加工，如圖18所示。優(yōu)選地，第二加工部分的下端L2用相對(duì)于對(duì)稱軸線S的深度容許偏差e成形。優(yōu)選地，容許偏差處于0.1mm至0.3mm的范圍內(nèi)。于是，盤材料的第一和第二部分310、320之間的周邊部分120b被重疊且被加工，從而消除了第一和第二部分310、320之間的不匹配(參閱圖5)。
根據(jù)本發(fā)明用于電火花加工渦輪葉片的裝置和方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。
首先，根據(jù)本發(fā)明用于電火花加工渦輪葉片的方法包括了保證刀具電極導(dǎo)入空間的粗加工工序和執(zhí)行葉片精確加工的精加工工序，因此就不存在著對(duì)渦輪葉片形狀的限制。例如，可以制造出在葉片或渦輪葉片和整體葉冠之間具有狹縫的渦輪葉片。
其次，該方法按照間隙重疊地加工第一部分和第二部分，從而防止了在第一和第二部分之間出現(xiàn)不匹配。
最后，該方法利用至少兩個(gè)刀具電極同時(shí)地加工葉片的形狀，因此，與其中每個(gè)葉片在圓周方向上移動(dòng)從而一個(gè)個(gè)地形成葉片的常規(guī)加工方法相比，縮短了加工時(shí)間并且從而提高了生產(chǎn)率。另外，在設(shè)置過(guò)程中不再累積誤差，從而能高精度地制造渦輪葉片。
雖然已經(jīng)具體地示出了本發(fā)明并且結(jié)合其示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解到，在不偏離本發(fā)明如下述權(quán)利要求所限定的精神和范圍的前提下能作出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
這里所引用的所有參考文獻(xiàn)，包括出版物、專利申請(qǐng)以及專利，在此以參考的方式引入，其程度如同每個(gè)參考文獻(xiàn)都分別地且具體地指示為以參考的方式引入并且其整體在此進(jìn)行闡述。
描述本發(fā)明的內(nèi)容(尤其是下述權(quán)利要求內(nèi)容)中使用的術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“所述”以及類似詞語(yǔ)被構(gòu)造為覆蓋單個(gè)和多個(gè)，除非其中另有說(shuō)明或與內(nèi)容明顯地抵觸。這里數(shù)值范圍的列舉僅僅是用作分別涉及每個(gè)落入其范圍內(nèi)的單獨(dú)數(shù)值的簡(jiǎn)化方法，除非其中另有說(shuō)明，并且每個(gè)單獨(dú)的數(shù)值結(jié)合入說(shuō)明書，如同該數(shù)值在其中單獨(dú)說(shuō)明一樣。這里描述的所有方法能以任何適當(dāng)?shù)捻樞蜻M(jìn)行，除非其中另有說(shuō)明或與內(nèi)容明顯地抵觸。這里任何以及所有例子或示例性語(yǔ)言(例如“比如”)的使用只是為了更好地說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，除非另有說(shuō)明。說(shuō)明書中的任何語(yǔ)言不應(yīng)當(dāng)視為指示任何未說(shuō)明的元件對(duì)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)說(shuō)是必要的。
這里描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，包括發(fā)明者已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)當(dāng)理解的是，所示實(shí)施例僅僅是示例性的，不應(yīng)當(dāng)視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于電火花加工渦輪的方法，該渦輪具有多個(gè)沿著其圓周形成的葉片，該方法包括a)準(zhǔn)備基于對(duì)稱線被分割成第一部分和第二部分的盤材料；b)固定該盤材料，并且第一部分面朝上；c)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第一部分形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓，以在該第一部分同時(shí)地形成粗加工空間；d)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入該粗加工空間以同時(shí)地加工該多個(gè)葉片中的所述至少一個(gè)；e)旋轉(zhuǎn)該盤材料并且固定該盤材料，并且第二部分面朝上；f)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第二部分形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓以在該第二部分同時(shí)地形成粗加工空間；和g)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入形成于第二部分的粗加工空間以同時(shí)地加工該多個(gè)葉片中的所述至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在形成操作中，該至少兩個(gè)粗加工刀具電極沿著預(yù)期的粗加工導(dǎo)入角移動(dòng)以執(zhí)行加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中導(dǎo)入操作包括沿著預(yù)期的精加工導(dǎo)入角移動(dòng)該至少兩個(gè)精加工刀具電極以執(zhí)行加工；和在該盤材料的圓周方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)該至少兩個(gè)精加工刀具電極以執(zhí)行加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在導(dǎo)入操作中，該盤材料相對(duì)于對(duì)稱線被切割0.1mm至0.3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該至少兩個(gè)粗加工刀具電極和該至少兩個(gè)精加工刀具電極與葉片的形狀相應(yīng)地成形，但以彼此不同的形狀成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中渦輪包括沿著該盤材料的圓周與該盤材料整體地形成的葉冠。
7.一種用于電火花加工渦輪的裝置，該渦輪具有多個(gè)沿著其圓周形成的葉片，該裝置包括一個(gè)電極保持器，至少兩個(gè)相應(yīng)于葉片的刀具電極在渦輪的圓周方向上布置和安裝至其上；和一個(gè)安裝框架，其與電極保持器相對(duì)以支承一盤材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中多個(gè)刀具電極與該多個(gè)葉片相應(yīng)地布置；并且該多個(gè)刀具電極彼此以一個(gè)間隙間隔分布，該間距相當(dāng)于該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的一個(gè)節(jié)距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，還包括用于將放電電壓施加于該至少兩個(gè)刀具電極的放電電壓發(fā)生單元；用于在垂直方向和圓周方向上移動(dòng)電極保持器的刀具電極傳送單元；和用于控制放電電壓發(fā)生單元和刀具電極傳送單元的數(shù)控單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中電極保持器包括多個(gè)安裝槽；并且多個(gè)刀具電極布置在該安裝槽中。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中電極保持器在垂直和圓周方向上同時(shí)受控。
12.一種用于電火花加工渦輪的方法，該渦輪具有多個(gè)沿著其圓周形成的葉片，該方法包括a)準(zhǔn)備具有第一側(cè)面和第二側(cè)面的盤材料；b)定位該盤材料，并且第一側(cè)面面對(duì)加工設(shè)備；c)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第一側(cè)面上形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓，以在該第一側(cè)面同時(shí)地形成粗加工空間；d)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入該粗加工空間以同時(shí)地加工該多個(gè)葉片中的所述至少一個(gè)；e)旋轉(zhuǎn)并定位該盤材料，并且第二側(cè)面面對(duì)加工設(shè)備；f)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第二側(cè)面上形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓，以在該第二側(cè)面上同時(shí)地形成粗加工空間；和g)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入形成于第二側(cè)面上的粗加工空間以同時(shí)地加工該多個(gè)葉片中的所述至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在形成操作中，該至少兩個(gè)粗加工刀具電極沿著預(yù)期的粗加工導(dǎo)入角移動(dòng)以執(zhí)行加工。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中導(dǎo)入操作包括沿著預(yù)期的精加工導(dǎo)入角移動(dòng)該至少兩個(gè)精加工刀具電極以執(zhí)行加工；和在該盤材料的圓周方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)該至少兩個(gè)精加工刀具電極以執(zhí)行加工。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在導(dǎo)入操作中，該盤材料相對(duì)于對(duì)稱線被切割0.1mm至0.3mm。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中該至少兩個(gè)粗加工刀具電極和該至少兩個(gè)精加工刀具電極與葉片的形狀相應(yīng)地成形，但以彼此不同的形狀成形。
全文摘要
提供一種用于對(duì)渦輪葉片進(jìn)行電火花加工的方法和裝置，其中能高精度地形成各種形狀的渦輪葉片，而不會(huì)受限于渦輪葉片的形狀，并且能縮短加工時(shí)間從而提高生產(chǎn)率。在用于對(duì)具有沿著其圓周形成的多個(gè)葉片的渦輪進(jìn)行電火花加工的方法中，該方法包括a)準(zhǔn)備基于對(duì)稱軸線被分割成第一部分和第二部分的盤材料，b)固定該盤材料，并且第一部分面朝上，c)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第一部分形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓，以在該第一部分同時(shí)地形成粗加工空間，d)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入粗加工空間以同時(shí)地執(zhí)行葉片的精確加工，e)翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)該盤材料并且固定該盤材料，并且第二部分面朝上，f)利用至少兩個(gè)粗加工刀具電極在該盤材料的第二部分形成該多個(gè)葉片中的至少一個(gè)的初始輪廓，以在該第二部分同時(shí)地形成粗加工空間，和g)將至少兩個(gè)精加工刀具電極導(dǎo)入形成于第二部分的粗加工空間以同時(shí)地執(zhí)行葉片的精確加工。
文檔編號(hào)B23H9/10GK1810427SQ20051010755
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者黃海道 申請(qǐng)人:三星Techwin株式會(huì)社