异形型腔电解加工工装设计

高强度、重量轻、结构紧的整体构件是航空航天发动机的重要部件,但由于整体构件结构复杂、叶间涡道狭窄、弯扭,刀具加工可达性差,且工件材料难切削,使得整体构件加工成为世界级的制造难题;电解加工生产率高,特别适合于加工异形型腔,针对整体构件的形状特点,对电解加工的工装进行了设计,确保加工过程零件的绝缘,导电,装夹。通过对零件产品的试加工,针对电解加工过程出现密封问题、腔体位置偏离问题进行探讨,在设计结构的基础上进行了方案的优化设计,实验证明,合理的工装能够满足整个零件加工过程的需求,从而避免机床的腐蚀,最终获得合格零件。     

高频窄脉冲电流微细电解加工

微细电解加工是微细加工领域很有发展前景的微细加工技术之一。适合于微细电解加工的装置被研制出来, 它包括机床进给机构、线电极电火花磨削在线制作微细电极装置、短路检测模块、脉冲电源及其他一些辅助装置, 其中,高频窄脉冲电源是微细电解加工最重要的核心技术之一。根据微细电解加工的特点,设计了微细电解加工 MOSFET脉冲电源,该微能脉冲电源能很好地满足微细电解加工的要求。运用该微细电解加工装置进行加工试验, 在低的加工电压和低的钝化电解液浓度条件下,利用高速旋转的微细电极加工微小孔和像小铣刀一样进行微细电解铣削加工微结构,得到了满意的工艺效果,因而进一步说明电解加工在微细加工领域很有发展潜力。     

钛合金脉冲电解加工的电解液优选研究

钛合金电解加工中,由于钛的自钝性极易产生钝化膜,导致电解加工无法进行。设计制造出一套实验装置,采用直流、脉冲模式对钛合金电解加工进行了大量的实验。依据电流效率曲线原理,通过数据的处理与分析,优选出适合钛合金电解加工的电解液配方。     

卧式电解加工机床工装的设计

作为实现电解加工工艺的硬件,卧式电解加工机床是电解加工系统的核心。深孔工件在电解机床上的安装需要夹具进行夹持、定位,同时需要与电源正极相接,以便实现电化学阳极溶解的过程;而安装在拉杆前端的阴极在计算机程序的控制下,通过导向轮的引导来完成整个零件的加工;针对深孔膛线螺旋槽深、管身长、加工电流大,设计了机床专用夹具装置、导电装置、夹具导电装置、拉杆导向装置;通过对设计机床工装使用,切片零件产品的测量以及数据的分析,实践证明,机床工装合理的设计能够确保零件产品的最终成型。     

立式轴流泵装置流道内部流动特性及消涡试验

采用数值计算和高速摄影技术研究分析了立式轴流泵装置的箱涵式进水流道水力特性,数值预测的附底涡与高速摄影捕捉到的附底涡均发生于喇叭管正下方,各工况时附底涡的运动轨迹较为一致,表明了数值计算的有效性。相比无消涡锥的进水流道,有消涡锥时进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度平均提高了0.423%,速度加权平均角平均提高0.397°。设计的复合型消涡短锥可消除各工况运行时箱型进水流道附底区的涡带,提高泵装置运行的安全可靠性。对于箱涵式进水流道,为保证泵装置的安全稳定运行,需在流道附底区设置消涡装置。     

一种机器人柔性元件电解加工装置设计

机器人的柔性运动和自适应性能需求促进了柔性元件的迅猛发展,传统加工方法难以加工柔性元件的微尺度群缝结构.针对柔性元件加工群缝结构的需求,设计了一套用于微尺度群缝电解加工装置、一种用于进行微尺度群缝电解加工的工具阴极,以及一种用于进行定位和夹紧工件的专用夹具.加工方法采用机械式振动电解加工,可以保证较高的加工精度,阴极创新设计了数个筋状凸起用以加工工件,专用夹具设计有夹具盖,可起到密封电解液作用.该装置加工精度高,工具阴极和夹具易于加工,可以加工出符合要求的元件.     

整体涡轮大扭曲叶片电解精加工方法与试验研究

材料为高温合金的整体涡轮盘,其大扭曲叶片加工一直是制造业中的难题。提出多轴联动复合平面摆动展成电解方法加工大扭曲叶片,用一次进给电解实现叶盆、叶背面加工;分析复合平面摆动展成电解加工叶片型面成形规律,优化复合摆动展成电解加工数控编程及阴极结构设计,解决叶背出气边电解过切、根部三角区过切、出口短路等关键工艺问题;进行摆动式展成进给电解试验与分析,一次电解可达叶盆、叶背型面精加工要求。     

超声电解复合微细加工装置与试验研究

分析微细电解复合超声频振动加工过程机理,提出一种微细加工新方法--超声电解复合微细加工;设计、构造并完善复合微细加工装置;研究微细阴极制作工艺,利用微细组合电加工技术制作各类截面形状的微细阴极;进行超声电解复合微细加工试验,验证微细电解复合超声频振动实现微细加工的可行性及其在加工速度、精度、表面质量等方面的技术优势,探讨超声电解复合微细加工制作微结构的工艺规律。     

Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔试验研究

针对Ti60单一电火花、电解加工微小孔时,电火花加工后微小孔表面存在再铸层及电解加工效率较低的问题,提出了电火花-电解双电源复合加工方法,并利用自制的电火花-电解双电源复合加工装置,进行了Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔的实验研究。研究结果表明:通过调节电火花-电解双电源的加工参数可以有效地提高加工效率及微小孔加工表面质量。     

叶片汽道背弧无靠模加工

等截面直叶片主要应用于小功率汽轮机,其材料用方钢作坯料较为经济。叶片汽道背弧可用数控铣床、仿形铣床、仿形刨床、电解机床及普通机床附加靠模装置等方法来加工完成。本文介绍等截面、带有固带的直叶片汽道背弧无靠模加工方法。一、夹具设计为了加快工装设计,缩短制造周期,根据叶片汽道背弧型线一般呈U形的特点,即可分解成两直线段和一个圆弧段。因此,可利用立式铣床工作台的横向移动完成两直线段的加工,再配以回转工作台的圆周运动加工圆弧段,从而全部完成汽道背弧的加工。     

电解复合超声频振动微细加工机理与试验研究

进行了电解复合超声频振动加工微结构的基础试验,分析了微电流电解过程钝化现象,研究了超声频振动冲击波及负压空化作用消除电解钝化作用机理。分析了电解加工方式与超声频振动协调同步方法,设计和构造了微细电解复合压电式超声频振动微细加工系统。利用微细特种加工技术制作各类截面形状、尺寸的微细阴极。进行了多种材料微结构的复合加工试验,并验证了电解复合超声频振动方法实现微细加工可行性与技术优势,研究了应用该工艺进行微结构加工的工艺特性。     

自导向弯孔加工装置及其控制系统研究

在注塑过程中,随形冷却通道可有效降低模具的温度、提高产品质量。随形冷却通道由多段弯孔构成,基于电解加工原理提出自导向弯孔的加工方法。研究了弯孔的加工原理和曲率控制原理,设计了弯孔加工装置,在此基础上,开发了基于Contex M3 ARM微控制器的数控系统,以实现自导向弯孔电解加工的实时控制与人机交互。     

切削液对深孔直线度的影响分析与应用

利用切削液流体Reynolds公式和其引起的钻杆弯曲变形、倾角方程,建立了深孔加工直线度误差方程,揭示了流体入口压力、钻杆转动、涡动、挤压与深孔直线度之间的关系。指出在切削稳定状态下,减小流体入口压力,增加钻杆转速、减小钻杆涡动速度或者减小钻杆挤压速度均可改善深孔直线度。设计了新型多级喷射装置,通过增设分流腔和喷射级数来降低入口压力,可有效减小深孔直线度误差。设计了挤压油膜阻尼器(squeeze film dampers,简称SFD),利用油膜阻尼力减小深孔钻杆的涡动与挤压运动,来提高深孔加工直线度。试验了多级喷射装置和SFD共同作用下的深孔直线度误差,验证了钻杆在较低流体入口压力、较小涡动和挤压作用下加工的深孔有更好的直线度,为控制深孔加工直线度误差给出新的思路及设计方案。     

异形滚柱的在线电解修型成型磨削工艺试验研究

介绍了一种用于汽车和摩托车上先进超越离合器异形滚柱的在线电解成型(ELID)磨削加工工艺试验及相关设备与装置,主要包括成型磨削的工艺实施方案,在平面磨床上实现成型磨削的工装设计及在线电解砂轮修型的装置设计与布局等问题。理论上分析了ELID成型磨削在加工中能按照理想的成型曲线自动修正砂轮母线的形状,从而达到很高的形状精度和较低的表面粗糙度。总结了影响加工质量和效率的因素和规律;同原来的成型拉削相比,采用成型磨削具有效率、质量与稳定性、工具成本和管理等方面的诸多优势。     

电解复合超声频振动微细加工机理与试验研究

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进行了电解复合超声频振动加工微结构的基础试验,分析了微电流电解过程钝化现象,研究了超声频振动冲击波及负压空化作用消除电解钝化作用机理。分析了电解加工方式与超声频振动协调同步方法,设计和构造了微细电解复合压电式超声频振动微细加工系统。利用微细特种加工技术制作各类截面形状、尺寸的微细阴极。进行了多种材料微结构的复合加工试验,并验证了电解复合超声频振动方法实现微细加工可行性与技术优势,研究了应用该工艺进行微结构加工的工艺特性。     

光纤激光掩膜微细电解复合加工装置研发

微小型金属工件的高效微细加工技术是困扰现代制造业的一个难题。采用光纤激光器在304不锈钢表面以直写方式进行表面改性处理,在不锈钢表面生成金属氧化层,形成抗腐蚀性保护掩膜,再将激光表面改性技术与微细电解加工技术相结合,利用简单片状工具电极通过微细电解加工,完成复杂微结构加工。为此研制了一套激光掩膜微细电解加工装置,开发了专用激光掩膜微细电解电源,并加工出典型微结构型腔样件,为进一步探索激光掩膜微细电解加工新工艺奠定基础。     

复合进给电解加工机床进给机构的研制

基于对复合进给电解加工机床进给机构结构及工况特点的研究与分析,以直线运动系统和回转运动系统为主要研究对象,结合其运动特点和精度要求,提出了其设计难点,给出了其核心部件的选用要求、加工和装配工艺以及整机的精度控制措施。经实测验证,该机床进给机构各项技术指标均满足设计要求,为复合进给电解加工方法的实现提供了可靠的实验装置,同时,对于类似低速高精度进给机构的设计具有重要的参考意义。     

基于TRIZ的双沟道砂轮修整装置的创新设计

针对目前轴承加工等行业中使用的双沟道砂轮修整装置存在的加工精度低与后期维护难等问题;基于TRIZ创新理论,对该装置的功能与结构进行冲突分析;并结合该装置的常见结构特点,运用TRIZ理论中的冲突矩阵与发明原理,具体就其主轴的传动系统进行创新设计.实践应用表明,该创新设计方案能有效地提高双沟道砂轮修整装置的加工精度并具备良好的后期维护性.     

电解加工机床主轴旋转密封结构设计

作为实现深孔内螺旋线电解加工工艺的设备,这套电解加工设备是一个系统,电解加工机床各部分之间的相互匹配、协调是很重要的。深孔内螺旋线身管长,加工时间长,口径大、螺旋线槽深,加工电流大,对电解加工机床的稳定性、密封性都提出了很高的要求,电解加工机床通过旋转导电和旋转密封装置,实现对阴极的供电和对加工间隙的供液,由于深孔内螺旋线电解加工电解液的压力大、腐蚀性极强,因此在进液管与旋转主轴之间的密封装置应确保具有良好的密封性能,针对两者之间动密封存在的泄露问题,提出了两种密封结构的方案,实践证明,良好的密封结构,有助于延长机床的使用寿命、确保机床的精度、机床系统的抗干扰能力,从而大大降低了机床的故障率。     

开槽宽度对遮蔽模板辅助电解线切割加工微沟槽的影响

针对微沟槽结构难以高效低成本加工的问题,提出一种遮蔽模板辅助电解线切割加工新工艺。利用开有槽道的绝缘模板遮蔽工件非加工表面,对加工区域进行电场屏蔽和流场改善,实现场域离散式电解线切割加工,有效提高微沟槽的尺寸精度和加工稳定性,又比一般掩膜电解加工的深宽比更高。仿真分析了不同开槽宽度的影响,设计了专用夹具,进行了工艺实验。结果表明:使用直径0.3 mm的电极丝进行电解线切割加工,当开槽宽度W≤1 mm时,遮蔽模板可有效改善沟槽精度和表面质量。利用开槽宽度为1 mm的遮蔽模板和0.3 mm直径的电极丝,成功地在不锈钢工件表面加工出了宽981 μm,深1 058 μm的微沟槽。