整体叶盘电解加工工艺研究

针对某发动机整体叶盘,开展了电解加工工艺研究,在整体叶盘电解加工设备上进行了大量的工艺试验,对其加工工艺进行了摸索.通过对试件加工,初步掌握了整体叶盘叶型电解加工的工艺规律,确定了加工工艺参数,为整体叶盘电解加工的工程化应用打下基础.     

整体叶盘电解旋转套料加工实验研究

为了提高整体叶盘的加工效率、降低加工成本,开展了整体叶盘扭曲叶片电解预加工实验研究。通过分析叶型结构及对电极片内孔尺寸进行理论计算,设计了整体式加工阴极,并针对TC17钛合金材料开展了加工实验。结果表明:采用整体式加工阴极的电解加工方法能一次性去除大部分金属,实现整体叶盘大扭曲叶片的小余量一次性成形加工,叶型单边最小余量为2 mm。     

钛合金整体叶盘叶型精密振动电解加工实验研究

针对钛合金整体叶盘叶栅通道狭窄、叶片型面复杂、扭转角度大等特点,采用片状电极对叶片型面进行双面同步精密振动电解加工。分析了电解加工参数对叶片加工精度和表面质量的影响,通过正交试验确定了合理的工艺参数,实现了整体叶盘的叶片叶身型面、根部R角及叶间流道的一次电解成形,型面误差为-0.023~0.040 mm,表面粗糙度为Ra0.53μm,达到了设计要求。对电解加工叶片型面试件的组织形貌进行扫描电镜观察,未发现晶间腐蚀和选择性腐蚀造成的点蚀现象。     

整体叶盘叶栅通道径向进给电解加工电场仿真和试验研究

采用径向进给电解加工技术加工整体叶盘,建立了基于电场分布的电解加工数学模型,用有限元分析方法对加工过程进行模拟和求解,探讨了径向进给电解加工的成形规律,并分析了屏蔽式工具电极和非屏蔽式工具电极的成形差异,最后开展了相关工艺试验.结果表明,试验结果和仿真结果较吻合,采用屏蔽式工具电极比采用非屏蔽式工具电极加工的叶栅通道侧面间隙更均匀,加工后叶盆余量差从4.11 mm减小到2.58mm,叶背余量差从3.76 mm减小到2.53 mm.     

整体叶盘电解加工组合式阴极结构优化及试验研究

在整体叶盘电解加工中,组合式阴极受狭窄加工区空间的限制,整体刚性难以提升。同时,组合式阴极结构特点使叶盆、叶背阴极刚性相互制约,若刚性分布不均,较弱一方会产生较大变形,影响加工精度和重复精度。为了在有限的刚性条件下均衡刚性分布,提出了一种阴极刚性优化方法,以叶盆、叶背阴极变形差为目标函数,通过有限元单向流固耦合分析法与黄金分割法获得了某组合式阴极的最优结构。采用优化结果开展了工艺试验,试验样件具有较好的加工重复精度。     

叶盘叶栅多管电极电解加工流场均匀性研究

多管电极电解加工可在一次进给过程中同时加工整体叶盘的多个叶栅通道,然而多管电极加工中常出现电解液分流不均问题,导致个别电极加工区缺液而引起短路.为实现多管电极稳定加工,提出了一种多叶栅通道电解液流量控制方案,在加工过程中对进入每一叶栅通道的电解液流量实时监测调节,实现多叶栅通道加工电解液流量均匀一致.基于该方案,开展整体叶盘扇段多叶栅通道电解加工试验,成功实现了整体叶盘扇段7个叶栅通道同时电解加工.试验结果表明:各叶栅通道电解液流量均匀一致,加工所得的工件重复度和精度高,并显著提高了叶栅通道的加工效率.     

整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计

整体叶盘叶栅通道的加工是在叶片型面精加工至满足设计要求之前不可缺少的工艺步骤。设计了工具电极径向进给加工叶栅通道的模式,为了提高整体叶盘叶栅通道余量分布的均匀性,还提出了电极进给方向的优化策略。分析了通道型面在进给方向上的前后遮挡情况,比较所有采样点在与进给方向垂直的方向上坐标分量的差值,得到不同进给方向的余量差。以通道叶盆、叶背型面余量均匀、余量差均衡为准则,搜索出最优进给方向。在电解加工机床上展开试验研究,结果表明,采用优化后的进给方向进行加工,可获得余量更均匀、两侧型面余量差较均衡的叶栅通道。     

整体叶盘叶栅通道径向进给电解加工成形规律研究与阴极设计

整体叶盘叶栅通道的加工是在叶片型面精加工满足设计要求之前不可缺少的工艺步骤。工具电极径向进给加工叶栅通道的模式,可有效解决整体叶盘叶栅通道轮毂型面加工困难的问题。分析了径向进给加工时的侧面的成形规律,利用不同角度的楔形阴极工具开展试验研究,掌握侧面成形规律及二次腐蚀对成形的影响;根据侧面成形规律计算出工具电极截面数据,并拟合成工具电极型面。选择合理加工参数,利用设计出的工具电极在自行研制的电解加工机床上开展试验研究。结果表明,采用该方法设计出的阴极可加工出余量更均匀的叶栅通道。     

闭式整体叶盘电火花加工表面质量研究

闭式整体叶盘是航空、航天发动机的核心部件,其表面质量对整个发动机的可靠性、使用寿命等有重大影响。研究了常规电火花成形加工方法和摇动加工方法对闭式整体叶盘电火花加工表面质量的影响。从加工效率、表面质量、能谱与金相分析结果等方面证明了电火花摇动加工带来的益处。由此可见,电火花摇动加工是一种适于提高闭式整体叶盘电火花加工表面质量的方法。     

闭式整体叶盘电火花加工时间预测研究

为满足闭式整体叶盘电火花加工自动化生产需求,提出了一种闭式整体叶盘多轴联动电火花加工时间的预测算法。在不同的进给深度采用不同的材料去除率,基于加权平均法建立了多个伺服轴联动加工情况下的材料去除率模型。利用该方法进行了某型号叶盘的加工时间预测,预测时间与实际加工时间的误差小于6%,表明了该预测算法的可行性。     

磁场对电解加工过程影响的实验研究

为了揭示磁场对电解加工的影响,在流速为0.3~1.5 m/s范围内通过添加不同方式、不同强度的磁场进行实验。结果表明:当磁场方向和流场垂直时,在流速较低的情况下阻碍了加工,当流速达到1.54 m/s时增加了去除量;当磁场方向和流场平行时,在流速和磁场都较低时阻碍了电解加工速率,当磁场强度增大到4400 m T后开始促进加工速度。     

管状电极电解小孔变压力场研究

在大量管状电极脉冲电解加工小孔试验的基础上,研究分段式增加电解液压力作用下管状电极电解小孔形状精度及间隙电流的变化.从电解加工理论出发,分析试验数据得出:随着电解小孔加工深度的增加,分段式提高电解液压力可提高管状电极脉冲电解加工的形状精度,提高加工的定域性.     

小间隙电解加工工艺探讨

简要阐明了小间隙电解加工的主要工艺及注意事项.     

射流掩膜电解放电加工工艺实验研究

针对电解放电加工过程中放电击穿的不确定性导致的加工工件形貌不一致及质量变差等问题,提出采用射流掩膜电解放电技术加工工件。通过对射流结构的分析,研究圆形紊动射流流速沿轴线的衰减规律并计算初始段长度,设计并制作了喷嘴及夹具。搭建射流电解加工装置,在不锈钢工件上制备了蓝油掩膜,对加工间距对凹坑形貌的影响进行实验研究。实验结果表明：圆锥收敛结构喷嘴喷射的射流有良好的力学特性,能利用射流的初始段对工件进行加工;具有镂空图案的厚度为50 μm蓝油掩膜覆盖在工件上,能有效提高材料去除的定域性;当加工间距为2 mm时,材料去除率达到最大值。     

工艺参数对TC4钛合金电解加工速率及加工质量的影响

目的 研究工艺参数对TC4钛合金电解加工速率及加工质量的影响。方法 采用三因素三水平的正交试验方法,通过实验研究了频率、占空比及加工间隙对加工速度及加工质量的影响规律,对正交试验结果进行了F检验,对加工参数的显著性进行了分析。采用激光共聚焦显微镜表征工件表面形貌及测量工件表面粗糙度。建立了电解液内流场数值仿真模型,获得了电解加工过程中加工区域电解液流动的规律。结果 本研究中电解加工频率及加工间隙对电解加工材料去除量的影响显著,占空比对材料去除量的影响不显著,在加工间隙为0.2 mm、加工频率为100 Hz的条件下,材料去除量最大,为0.261 g,表面粗糙度最低,为0.484 μm。降低加工间隙或提高加工频率,均有利于提高材料去除量,降低工件表面粗糙度。电解加工区域内的电解液流速分布规律与电解加工区域加工深度具有较好的一致性。结论 电解加工频率及加工间隙对电解加工速率及电解加工质量均有较大的影响,在实际加工过程中,应减小加工间隙,提高加工频率,以提高电解加工速率,降低加工表面粗糙度。加工区域内,电解液流速分布的均匀性对工件加工表面的均一性有一定影响,应合理设计夹具,以提高加工区域内电解液流速均匀性,从而提升加工表面均一性。