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。     

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。     

整体叶盘电解加工全过程电流控制方法研究

提出了叶盘型面电解加工的全过程电流控制方法,基于电流控制思想,通过全程控制电流这一重要参数,使其在多次加工中基本保持一致,从而提高型面加工的重复精度。开展了电流控制方法的理论分析,掌握了工具进给速度和电流变化的对应关系,形成了加工过程中的电流调控策略,并设计了以电解加工电流为调控目标的实时运动调节系统。针对Ti60整体叶盘开展了一系列对比试验研究,结果表明:采用该电流控制方法可保证多次加工电流的一致性,进而保证加工间隙及型面重复精度。叶盆、叶背受控线重复精度可控制在0.06 mm,有效地保证了每次加工精度的一致性。     

钛合金叶栅套料电解加工表面质量研究

针对TC4钛合金叶栅套料电解加工易点蚀、表面质量差的问题,开展了直流和脉冲电解加工对比研究,设计了脉冲电解加工正交试验,优化了脉冲电压、频率、占空比和加工速度等参数。试验结果表明:脉冲电解加工能减少钛合金点蚀凹坑,提高表面质量,在22 V电压、80%占空比和1000 Hz频率时,加工叶型表面完整无点蚀,加工效率高。     

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。     

密集大扭转角自由曲面叶栅电解加工阴极结构设计

针对密集大扭转角自由曲面叶栅电解加工,论述了单方向全覆盖整体阴极的设计方法。大扭转角叶栅电解加工阴极设计中存在电极覆盖性不好、叶栅通道狭窄和电极通过性差等问题。采用优化电极进给方向与加工型面相结合的方式,预先设计多组不同厚度电极和不同余量叶片逆向寻找最佳的参数组合方式,并在UG软件干涉模块模拟下,验证优化后电极的有效性。结果表明:电极进给方向和加工型面共同优化的方式能有效解决叶片自由曲面覆盖性不好等问题。以最小电极厚度为初始值,逆向寻找厚度和余量参数组合方式,不仅能缩短电极设计和路径规划的时间周期,而且能节省前期大量试验投入。     

超声扰动电解液的微细孔电解加工精度研究

根据法拉第定律、间隙内流场的特性以及超声扰动参数的影响,探讨了采用超声扰动电解液方法进行微细孔电解加工的机理,对微细电解和超声扰动电解液下的微细电解加工工艺试验进行了比较,结果表明超声扰动电解液加工时,加工间隙减小,加工的定域性得到改善,加工精度得到提高.     

不锈钢304微细电解加工用电解液的优选研究

提出了一种向中性盐溶液中添加络合剂的复合电解液优选方法,利用络合剂与金属离子生成可溶性的络合物,实现不溶性产物的溶解和排出。针对不锈钢304进行微细孔加工实验,以工具电极和工件表面产物沉积情况、孔入口直径、材料蚀除速率、单位电流下的材料蚀除速率等参数作为电解液优选的评价判据,得到1.0 mol/L的Na NO3添加0.01 mol/L柠檬酸钠为最优复合电解液,并在厚0.5 mm的工件上加工得到直径160~190μm的微细孔。结果表明:在兼顾加工定域性和环保性的同时,采用上述复合电解液的材料蚀除速率比纯Na NO3电解液提高了35%,工具电极和工件表面无产物沉积,加工效率和加工稳定性均有所提高。     

轴向冲液电解线切割50CrVA试验研究

采用轴向高速冲液电解线切割方法加工50CrVA弹簧钢,利用高速流动的电解液快速带走加工产物。通过对加工区域的流场进行仿真,选出合适的喷嘴直径,并对影响加工的重要因素(加工电压、占空比、频率、进给速度)进行单因素试验,研究各参数对加工缝宽的影响。最后,采用优化参数加工出缝宽约为1 mm的典型零件。     

电解加工中电解液对钛合金TC4型面加工质量的影响研究

研究了电解加工中不同组分电解液对钛合金TC4工件表面成形质量的影响。通过试验对比分析得出:在质量分数15%Na Br+10%Na Cl电解液中,电解加工TC4试样可获得较好的表面质量,加工表面光滑且有金属光泽,表面粗糙度为Ra1.421μm;同时,不同组分电解液对加工工件亚表面层的影响均不大。研究结果为民航发动机钛合金制的零部件维修提供了技术储备。     

高效高质量加工特种钢的复合电解液试验研究

为实现S-03特种钢的高效、高表面质量电解加工,采用正交与灰关联理论相结合的方法,先进行了Na NO3、Na Cl O3电解液预试验研究,分析了电压和进给速度对材料去除率、表面粗糙度及侧面间隙的影响规律。为进一步提高加工效率,在复合电解液中添加Na Cl,研究电流密度对表面粗糙度的影响规律。结果表明:采用质量分数5%Na Cl+16%Na NO3+4%Na Cl O3的复合电解液,在电压24 V、电解液压力0.8 MPa、电解液温度30~35℃的条件下,实现了进给速度2.4 mm/min、表面粗糙度Ra0.4μm的高效、高表面质量加工。     

磷酸基钝化电解液电化学射流加工铜的材料去除机理分析

目的 提高电化学射流(Jet-ECM)加工纯铜工件的加工稳定性和表面质量,并分析材料去除机理.方法 采用基于磷酸基的酸性钝化电解液.该酸性钝化电解液采用磷酸为黏膜生成剂,乙醇为润湿剂,苯并三氮唑(BTA)为腐蚀抑制剂,醋酸铵和乳酸为表面氧化物去除剂.分别通过极化曲线,阻抗测试揭示磷酸溶液中黏膜层的生成机理,并通过循环伏...     

微沟槽电解加工试验研究

采用掩膜微细电解加工方法在304不锈钢表面制备微沟槽结构。重点研究了电流密度、加工时间对微沟槽成形质量的影响规律,得到了较优的电流密度及加工时间,获得了宽度为200~250μm、深度为60~90μm的规整微沟槽结构。对比分析了Na NO3+H2SO4混合电解液与单纯Na NO3电解液加工获得的微沟槽形态及尺寸,结果表明Na NO3+H2SO4混合电解液能在一定程度上提高电解加工的定域蚀除能力。     

蜂窝状微坑结构的电化学加工研究

在摩擦副表面加工蜂窝状微坑作为改善滑动摩擦的途径已成为研究热点.研究了电解加工蜂窝状微坑结构的方法,介绍了加工原理和试验过程,分析了加工电压、加工时间、阴极贯穿孔尺寸、电解液等加工参数对所加工微坑的影响,优化了加工参数和加工条件,提高了所加工微坑的精度.     

微细电解加工微电极成形工艺研究

微细电极的形状是影响微细电解加工尺寸与质量的重要因素。通过理论分析得出电源、电压、占空比、浸入深度等影响电极成形的规律,并验证其正确性。结果表明,在一定加工环境下可加工出形状和尺寸较理想的电极,并用不同形状的电极进行了电解钻孔实验,对比了电极的加工性能。     

电化学放电加工电压-电流特性的研究

电化学放电加工机理主要是火花放电的热蚀与高温下化学腐蚀的共同作用.加工过程中状态信息的及时获取对电化学放电加工的精确控制具有重要意义.通过对电化学放电加工过程中电压-电流特性的研究,用实验结果分析了电压-电流与工具电极反应面积之间的关系,得出与工具电极反应面积匹配的最佳电压,为电流信号成为电化学放电加工监视信号提供了理论基础.