发动机叶片电解加工变间隙阴极修正法

为了提高叶片电解加工的精度,提出变间隙阴极修正方法,建立该方法数学模型,分析加工间隙与阴极修正量的对应关系,通过在型面误差中代入间隙补偿量来修正阴极。提出阴极沿型线修正量的计算公式和插值逼近的试验方法。结合自行研制的新型叶片电解加工机床,进行了叶片电解加工阴极修正的试验,通过变间隙修正方法修改阴极。试验过程中阴极经过3次计算机修正,可使叶片电解加工精度提高到0.05 mm,表明该阴极修正方法合理有效,数学模型与试验情况吻合。     

基于叶片电解加工电场和流场特性的阴极设计及工艺试验研究

针对航空发动机叶片电解加工阴极设计这一具体工程应用，在模型叶片三维实体建模的基础上，着重研究两种阴极设计方法，即基于叶片电解加工实际电场分布的阴极设计有限元数值解法以及同时考虑极间电场和电解液流场特性的阴极设计有限元数值解法。详细地对比了两种阴极设计方法对极间电势分布、间隙分布和阴极边界条件的影响，通过一系列的工艺试验验证了同时考虑电解加工电场和流场特性的阴极设计方法较单纯考虑电场特性的阴极设计方法更全面、更符合电解加工的实际物理过程，因而所设计的阴极更加精确合理。     

航空发动机复杂扭曲叶片分步电解加工研究

为实现复杂扭曲叶片在较小间隙下的稳定加工,提出了一种分步式电解加工的工艺方法,建立了复杂扭曲叶片小间隙(0.2 mm)和大间隙下(0.5 mm)扭曲流道的流道模型,采用有限元法进行了流场仿真研究,结果表明增加流道间隙可以解决流道中涡流和流场紊乱的问题。开展了复杂扭曲叶片小间隙连续式加工和分步式加工的试验研究。结果表明,采用小间隙连续式加工,当阴极进给至3.8 mm位置时,在叶片排气边靠近叶根流道扭曲处出现短路打火情况;而采用分步式加工方式能够实现加工的顺利进行。     

发动机叶片电解加工阴极设计有限元数值解法研究

以某型航空发动机转子叶片为研究对象，讨论了加工区域内的电场分布模型和阴极、阳极需要满足的边界条件，利用有限元法对复杂边界曲面具有较强的适应能力的特性，将加工区域离散后逐层求解极间间隙内的电位分布，将有限元数值解法成功地运用到加工叶片的工具阴极的设计中，从而获得满足加工精度要求的阴极。     

球形阴极数控电解加工的流场仿真及试验研究

针对球形阴极数控电解加工的流场设计,以电解液的流道为物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法对流场的数值模型进行求解,得到流场的速度和压力分布。根据求解结果,分析了阴极内部结构和出液口形状对流场的影响;通过改进阴极的内部结构和出液口形状,得到了较为理想的流场仿真结果;结合工艺试验,验证了仿真结果的准确性。     

航天发动机叶片电解加工流场设计和试验研究

电解加工作为整体构件制造的主要技术之一,其流场设计的合理性将严重影响电解加工过程的稳定性、加工效率和质量。针对航天发动机叶片式扩压器设计了部分阻隔式反W型流场,并开展了与侧流式和反W型流场的仿真比较。仿真结果表明,该流场方式可以保证加工区电解液的高速流动,并能有效避免进/排气边漏液现象。最后,在部分阻隔式反W型流场中开展了叶片式扩压器电解加工试验,在阴极进给速度为0.5 mm/min时加工出了扩压器叶片,验证了流场设计的合理性。     

方形单元栅极式阴极电解加工的试验研究

对于电解加工,首先需要解决的问题是工具阴极的设计。传统的阴极设计与控制,不仅阴极的生产、制造周期长,成本高;还需要对阴极进行不断的对比修正,对操作者的经验和技术要求高;且一种工具阴极只能用来加工一种形状的工件,加工对象单一。针对传统阴极设计方法存在的不足,提出了栅极式阴极的设计与控制方法,并对三种规格的方形单元所组成的栅极式阴极进行了平面、斜面和型面的电解加工对比试验,分析了方形单元的尺寸大小与加工误差之间的规律,为提高栅极式阴极电解加工的精度和完善栅极式阴极的设计方法提供一定的技术支撑。     

采用非线性电解液的叶片电解加工阴极设计

工具阴极设计是航空发动机叶片电解加工工艺过程中的关键环节。本文采用有限元数值算法求解加工间隙内的电场分布,考虑非线性电解液对成型规律的影响,进行叶片的阴极设计计算。对加工间隙分布的分析表明,将非线性电解液的影响带入阴极求解中,能使所研究的问题更接近实际情况,从而能提高阴极设计的精度。     

直线刃阴极电解加工的试验与过程仿真

为了便于过程控制和工艺参数选择,利用直线刃阴极进行了电解加工平面的试验,总结了工艺参数对切削深度和表面质量的影响规律;基于电解加工理论,建立并求解了加工过程电场的数学模型,得到了工件阳极表面的变化曲线,分析了切削深度实测值与计算值的误差,结果表明:可以利用该模型进行电解加工过程的模拟、工艺参数的预测以及加工精度的分析。     

阴极往复运动的电化学加工方法初探

基于电化学加工特点及其应用现状,介绍了一种阴极往复运动的电化学加工新技术,分析了往复运动加工方式的一些特性,简单地导出有关加工平衡间隙、电流密度以及阳极蚀除率的计算公式,由此论证了加工参数对电化学加工精度以及加工稳定性的影响.     

透平叶片五轴数控加工工艺技术研究

针对透平叶片,提出了一种加工工艺过程和编程方法。根据叶片的几何特性,安排合适的加工策略,对生成的刀具轨迹进行仿真,并在五轴加工中心上进行试切,最后在三坐标上检测,经验证叶片的加工质量达到设计要求。     

空间曲面齿轮电解加工的阴极修形方法

针对电解加工中阴极修形周期长、掌控性差的难点,根据平衡间隙理论以及阴极修形原理,提出优化改进阴极修形的方法:建立面齿轮的修形阴极的数学模型;选择修形系数ε及验证方法,改进后可通过一次试验进行多次校准,缩短了阴极修形周期,降低生产成本。     

三头进给电解加工叶片流场特性

为合理利用流场因素对叶片电解加工的影响,提高叶片电解加工的精度和表面质量,结合自行研制的新型三头进给叶片电解加工机床,建立电解加工流场的数学模型,设计新的"双向进液"的流动形式及适应该流动形式的电解加工夹具,分析气泡率、温度、压力、流速等因素对电解加工的影响.进行叶片电解加工试验,试验表明,流场设计合理,有利于保证加工的稳定性,提高叶片加工质量,并可实现叶片叶身、缘板的全方位电解加工.     

电解加工的辅助阴极设计

根据电解加工的成形理论设计辅助阴极工具的形状,应用有限元法求解拉普拉斯方程的反边界问题,设计出阴极的形状曲线.通过阳极边界电场强度的分析与对比,进一步验证所设计的阴极形状,评价阴极的设计精度.应用Matlab编程求解辅助阴极工具的外形曲线,并用ANSYS软件分析和验证电场的分布.研究结果表明,该阴极设计方法可行,设计计算误差较小,可以快速准确地设计出复杂的阴极形状.     

发动机叶片电解加工工具进给方向分析和系统设计

超薄扭曲叶片因叶型薄、型面复杂、精度高 ,目前主要以电解加工作为首选加工工艺。本文以某型发动机叶片为研究对象 ,对电解加工中阴极进给方向和毛坯装夹位置作了优化选择 ,同时采用开放式控制系统、模块化设计思想开发可重构电解机床系统以满足不同叶片型面加工的要求。