微尺度弧形群缝电解加工试验研究

精密电解加工是剃须刀网罩上微尺度阵列弧形群缝的首选加工工艺,为提高电解加工精度和加工过程稳定性,基于电场分析,优化了工具阴极凸起宽度、凸起高度关键尺寸的设计;基于对流场的数值分析,优化设计了电解液流道结构,优选了电解液进出口压力参数,消除了流道内可能存在的缺液区和流线交叉区域,并据此研制了专用工装夹具。通过工艺试验,研究了端面初始间隙、平均电压,进给速度等关键工艺参数对群缝缝宽的影响。在研制的数控电解加工设备上加工出了缝宽0.24 mm的弧形群缝,且群缝的曲线形状精度高,加工过程稳定,已能够满足批量生产的需要。     

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。     

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.     

弧面群孔结构管电极电解加工试验研究

验证了管电极电解加工浮动瓦片弧面群孔结构的可行性;设计了群管电极专用夹具及数控旋转台,进行了不同参数下的弧面群孔加工试验,研究了加工电压、进给速度及电解液压力对孔径及孔径极差的影响;采用优化后的参数在弧形零件上加工出了8x27阵列孔,孔径满足设计要求。     

高温镍基合金涡轮叶片气膜冷却孔电解加工基础试验研究

以探究工艺参数对冷却孔的加工精度和加工效率的影响为主要目的,以高温镍基合金Inconel718为基材进行电解加工气膜冷却孔的基础试验研究。首先利用正交试验初步优化了管电极电解加工冷却孔的参数,其次通过单因素试验进一步研究了电解液入口压力P、加工电压U和电极进给速度f等关键加工参数对加工精度及加工蚀除率的影响,最终确定了最优加工参数组合。试验结果表明:电极进给速度对单边间隙的影响最大,电解液入口压力对单边间隙的影响最小;加工电压对材料蚀除率的影响最大,进给速度对材料蚀除率的影响最小。试验获得的最佳加工参数为:电解液入口压力为0.4 MPa,加工电压为9 V,电极进给速度为0.42 mm/min,在此参数组合下加工出冷却孔的加工精度和加工效率为最优。     

超声波键合熔接结构及压力自平衡夹具

聚合物微流控芯片对键合精度、键合强度及键合效率要求高。为了避免超声波键合中微通道被堵塞,解决键合过程中由调平精度和高频振动引起的键合强度低、键合压力分布不均的问题,设计了一种基于超声波键合的熔接结构和压力自平衡夹具。首先,利用感压胶片对压力自平衡夹具和不带自平衡功能的夹具的压力分布进行测量,并定义了压力分布系数进行量化。其次,利用两种夹具分别对设计芯片进行超声键合,并利用工具显微镜对焊线和微通道截面进行观测。最后,对两组芯片进行键合强度测试和密封性测试。实验结果表明:所设计的熔接接头结构对微通道的控制精度可达2.0μm。压力自平衡夹具结构简单可靠,可提高压力均匀性35.20%~43.18%,并使得焊线均匀一致,同时可提高键合强度15.3%~45.1%,并保证密封性。该熔接结构和压力自平衡夹具可满足聚合物微流控芯片的控制精度、键合强度、压力均匀性及其密封性的要求。     

汽轮机静叶片端面加工通用夹具设计应用

汽轮机静叶片端面加工作为关键工序,其加工精度对装配及机组性能影响较大。传统的加工方案因加工效率低,加工精度差,已不能满足实际生产需求。随着加工工艺及制造技术的快速发展,工序集中加工方案已经占据主导地位,加工效率及精度较高,同时对夹具的稳定性、可靠性、安全性及可操作性要求都比较高。汽轮机由多个级静叶片构成,随着通流变化的要求,静叶片的外形轮廓及结构均存在差异,这对夹具的设计提出了更高的要求,加工过程中每级叶片均采用专用夹具,夹具制造成本过高,对于企业来说是一种负担,不利于可持续发展,设计低成本的通用夹具是解决问题的关键。因此,应用Creo Parametric三维软件,通过不断优化与仿真演练完成了通用夹具的设计方案与制造,最终实现了快速换模,提高了加工效率。     

叶片随形注胶夹具设计研究

针对叶片加工中的难点和传统夹具存在的问题,设计出一种通过叶身型面夹持的随形注胶夹具,解决了叶片加工中易变形的问题,保证了加工精度,提高了加工效率。     

回转体表面掩膜微细电解加工有限元分析及试验研究

针对在回转体零件表面加工微织构的难题,文中建立了回转体表面微细电解加工的多物理场耦合数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行了仿真求解。设计了掩膜电解加工专用夹具和电解液系统,优化了电解液的流道结构,在较低加工电压和较短加工时间的条件下,开展了工艺试验。通过对比分析微坑深度的仿真值和测量值,验证了加工过程多物理场耦合仿真模型的准确性,得到了形状精度高、均匀排布的直径为φ200μm的微坑阵列,为在回转体表面加工微织构提供了一种合理有效的方法。     

钻床夹具精度分析的新方法—实态法

在钻床上使用夹具加工工件时,被加工孔的位置精度,会受到诸多因素的影响。其影响因素有工件定位误差T_D,夹具制造误差T_z,夹具安装在机床上的安装误差T_A,由于被加工件的变形、夹具定位件、导向件、刀具的磨损、以及刀具的偏斜引起的随机误差T_S等。当被加工孔的位置精度有一定要求时,要用尺寸链原理综合分析各误差的累积关系,使所设计的夹具能保证工件的加工精度要求.在误差尺寸链的各环中,工件被加工孔的仕置精度T_0为封闭环,影响加工精度的各误差T_1为组成环。由于各误差的性质、工件或夹具元件的加工批量和加工方法的不同,使得尺寸分     

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。     

叶片电解加工三头柔性进给方向优化设计

以某型发动机叶片为研究对象,设计了新的三头柔性进给的电解加工方式,对毛坯装夹角度和阴极进给方向进行优化选择,提出了叶盆、叶背采用不同进给角度进行加工的方式来提高叶片的加工精度,以实现全方位叶片电解加工。进行了叶片电解加工实验,结果表明该进给方式可兼顾叶身和缘板的精度要求,实现叶片的全方位电解加工。     

涡轮叶片电解加工的流场仿真分析

涡轮叶片是航空发动机中的重要零件,主要加工方式是电解加工。基于电解加工流场理论,建立涡轮叶片的三维模型和电解加工的流场模型。应用COMSOL Multiphysics软件对涡轮叶片电解加工进行流场仿真分析,研究流场的分布及特性,分析不同加工间隙和不同电解液压力对流场的影响。通过分析,得出涡轮叶片电解加工时加工间隙、电解液压力与流场流速之间的关系。     

Utilization of flow field simulations for cathode design in electrochemical machining of aerospace engine blisk channels

Electrochemical machining (ECM) cathode flow field design is crucial to machining aerospace engine blisk channels. In order to reduce the cathode design cycle and cost in machining, 3D cathodes and flow field simulation model were developed to facilitate analysis the flow fields in reversed flow patterns. The electrolyte flow line was determined by the distributions of electrolyte pressure, the diameter of the back orifice, and the areas of the back orifices in locations A, B, and C. The simulation results were utilized to analyze the influence of the electrolyte flow line. To verify the accuracy of the simulation, the experiments were carried out. The simulation results were consistent with the experiment data. It indicates that electrolyte flow field simulation is an effective method to optimize cathode design. Utilizing this methodology can improve the ECM cathode design efficiency and reduce cathode revision time.     

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。     

主减速器壳体车削工装夹具设计

针对主减速器壳体在立式多刀半自动车床上加工时,采用标准液压三爪卡盘无法有效定位夹紧工件的问题,依据工件的结构特点,设计制造一种能在一次装夹下完成粗精两序加工的专用车削工装夹具,彻底解决了由于多刀同时粗加工、车削抗力大,工件夹持不可靠的安全问题。通过夹紧力的高低压转换,有效防止工件夹紧变形。生产实践证明,该夹具简单可靠,便于操作,提高了生产效率,保证了加工精度。     

长窄型薄壁叶片的套料电解加工

为实现长窄型薄壁叶片的套料电解加工,设计了电解液沿叶片轮廓四周进液的流动方式,开展了导流式出液和开放式出液的仿真对比分析,结果表明,导流式出液可以明显改善加工区域内流场的均匀性。开展了薄壁叶片套料电解加工试验研究,在进给速度1.4 mm/min下实现了薄壁叶片的套型加工,轮毂表面粗糙度从0.532 μm 降低至0.307 μm,叶片型面粗糙度从0.816 μm 降低至0.583 μm。     

涡轮转子叶片对称加工用双主轴铣削机床

为了提高磁悬浮分子泵中硬铝合金整体涡轮转子叶片的加工效率,提出了一种新型的双主轴卧式铣削机床结构。通过介绍其他典型类型机床加工整体涡轮转子叶片的特点,阐述了这种新型机床加工硬铝合金整体涡轮转子叶片的特性及对称加工的实现方法。新型双主轴卧式铣削机床使硬铝合金整体涡轮转子叶片的加工效率理论上可提高近一倍,并且由于分度误差累积的减小使其加工精度相对提高。同时,与购买两台传统机床相比能够降低设备成本。     

风力发电机底座的加工工艺实践

风力发电机底座的尺寸精度、位置精度和光洁度的要求都比较高,因此,其工艺过程比较复杂,具有难度大、专业性强等特点。着重介绍了直驱永磁风力发电机组底座的加工工艺过程,工装夹具的设计等。实践证明,此加工工艺能很好地指导生产,满足客户的尺寸和精度要求,对类似的工件的加工有一定的参考指导意义。