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.     

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.     

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。     

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。     

大扭曲叶片整体涡轮电解加工工艺设计与试验

介绍大扭曲整体涡轮的结构特点、应用及加工现状，对叶片型面离散型数据进行分析处理，设计电解加工阴极、流场及夹具。根据整体涡轮叶间通道的特点及加工要求，设计电解加工多轴联动进给方案，完成数控编程并进行大扭曲整体涡轮电解加工试验，为生产应用创造了工艺条件。     

髋关节股骨假体柄型面拷贝式电解加工试验研究

针对髋关节股骨假体柄材料难加工、型面面积大、大批量生产困难等难点,提出拷贝式电解加工的方法,利用成形阴极在304不锈钢毛坯件上进行假体柄型面拷贝式电解加工试验,重点研究电解液压力、加工电压、进给速度对型面尺寸精度的影响规律.通过参数优化,得到在电解液入口压力0.6 MPa、加工电压16 V、阴极进给速度0.15 mm/...     

涡轮叶片电解加工阴极设计方法研究

电解加工技术是目前航天航空发动机核心零部件涡轮叶片的主要加工方法之一。叶片电解加工工具阴极设计方法与修正是提高叶片电解加工精度的关键。电解加工中阴极进给角度、工件装夹角度和工件型面法线方向夹角的规范性和均匀性是影响阴极设计准确性的重要因素。分析某小型发动机涡轮转子叶片三维模型结构,建立叶片型面上各采样点对应的阴极工具型面加工间隙的分布规律模型。优化阴极进给角度与毛坯件装夹角度,结合电场仿真分析进行优化,研究提高阴极型面设计精确度的电解加工阴极型面模型的设计方法。     

扭转叶片整体叶盘旋转套料电解余量均匀化加工技术研究

扭转叶片整体叶盘广泛应用在航空发动机上,而旋转套料电解加工在整体叶盘叶间通道大余量高效去除方面具有显著优势。针对扭转叶片整体叶盘旋转套料电解加工后存在的余量分布不均匀问题,提出了一种基于侧面间隙预测的变电压均匀化余量旋转套料电解加工方法,通过电场仿真确定侧面间隙和电压之间的关系,并开展了恒定电压与变电压旋转套料电解加工对比试验。结果表明,采用变电压加工后扭转叶片的最大余量差值由1.63 mm降至1.12 mm,余量分布情况得到显著改善,为后续叶片型面电解精加工奠定技术基础。     

矩形盒拉深成形中的几何形状效应

根据大量矩形盒拉深试验结果,对成形过程中的几何形状效应进行了分析和总结。指出形状参数rc/ω直接决定矩形盒相对拉深比和法兰变形加工度,并与成形极限密切相关。rc/ω小,法兰曲边变形加工度大,变形缓和作用增强。rc/ω大,板坯的几何形状效应增强,适当改变板坯形状和长、短边相对尺寸可提高成形极限。     

面向高速钢轧辊材质磨削的磨床电解磨削装置控制系统研发

针对高速钢轧辊材质的修复问题,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统研发工作。基于普通外圆磨床的机床,以S7 200 SMART系列PLC为控制器对阴极进给系统、电解液供液系统和加工系统进行控制。其次,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统的硬件、软件以及人机交互设计,该控制系统具有自动对刀、故障检测等模块化功能。再者,对加工间隙控制提出了一种带修正因子的模糊控制器-PI双模控制方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型,其结果表明该控制方法效果理想,鲁棒性强,可整定控制器增益参数,并将该算法编程于PLC中,最终可实现加工间隙控制过程稳态误差小、超调小、响应快、稳定性好。最后,展开预实验,探究了加工间隙以及温度对加工电流的关系,结果表明加工电流随加工间隙的增加而减小,随温度的升高而增加。     

小孔径内壁螺旋形结构电解加工试验研究

以小孔内壁为加工对象,设计螺旋型刃阴极,研究电解加工小孔径内壁螺旋形结构成形规律。分析了小孔径内壁螺旋槽电解加工成形基本理论,设计并制作了螺旋形阴极;基于ANSYS软件进行电场仿真,分析不同加工间隙和电压时的电场分布情况;利用FLUENT软件分析不同初始加工间隙时的流场分布情况,通过流场分析优化了阴极结构,解决了由于存在涡流现象导致加工质量差的问题;通过正交试验分析各参数对加工结果的影响规律。采用优化参数加工所得螺旋槽最大深度为0.672 mm,误差为0.017 mm,表明数控电解加工小孔径内壁螺旋形结构切实可行。     

压出式阀门注射模设计及工艺分析

通过对压出式阀门的产品结构以及注射成形存在的工艺问题分析,选择聚苯乙烯的成形工艺参数,确定了该类塑件的注射模结构为一模四腔的结构。按聚苯乙烯的平均收缩率设计计算模具成形尺寸,在模具中设计了圆锥细纹脱模机构、弧形侧抽芯机构。叙述了模具成形零件的设计与加工工艺过程、浇注系统和其它结构的设计过程,并介绍了模具工作过程。模具一次试模成功,运行灵活可靠,塑件精度达到了设计要求,外表光洁。     

20CrMnTi高速外圆磨削试验研究及参数优化

为改善20Cr Mn Ti渗碳合金钢的表面磨削效果,对20Cr Mn Ti合金钢进行了高速外圆磨削试验,分析了磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律。基于高速磨削试验,利用最小二乘多元线性回归方法,推导并求解出了20Cr Mn Ti合金钢的磨削粗糙度预测模型。利用最优化设计方法和MATLAB优化工具箱,以加工效率为目标函数和以粗糙度预测模型为约束条件,针对企业实际的磨削问题优选了工艺参数。优化的工艺参数在保证表面加工质量的基础上可提高加工效率,这为加工企业降低生产成本提供了重要的理论依据和案例参考。     

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。     

整体翅片管的劈切—挤压加工

提出了一种新的本翅片管的机械加工方法,即劈切－挤压加工,实验观察发现,翅片的形成包括切入、挤压和成形3个阶段,实验结果表明,影响翅片形成的主要有刀具几何参数、挤压深度,进给量和劈切－挤压速度;对某一刀具,在选定挤压速度时,一定的挤压深度对应一个极限进人量,一定的进给量对应一个极限挤压深度。选择合理的参数可保证翅片加工的连续性和获得接近最佳形状的翅片。劈切－挤坟加工在普通车床上进行,设备简单易,翅片一次成形,材料利用率高,是一种能降低加工技术,提高生产率的加工方式。     

成形金刚石砂轮的电解修整阴极设计

根据电解成形理论设计阴极工具形状，用于金属结合剂成形金刚石砂轮的电解修整。在成形砂轮电解修整电场模型的基础上，应用有限元法求解电场中拉普拉斯方程几何反问题。假定初始阴极形状，施加阳极边界条件，从砂轮阳极表面开始逐层计算电位分布，求得修整间隙区域的等电位线，从而得到修整阴极工具曲线族。论文选择圆形、椭圆形和抛物线形三种典型成形砂轮廓形，设计出它们的修整阴极工具形状，并分析了成形砂轮廓形对修整阴极工具形状的影响。计算结果表明：设计阴极形状的曲率大于成形砂轮轮廓的曲率，且随着x坐标和成形砂轮轮廓曲率的增大，设计阴极与砂轮廓形的偏差增加。论文提供了一种计算机辅助阴极工具设计方法。