型孔电解加工阴极优化试验研究

为解决电解加工型孔的加工稳定性和形状精度等问题,建立了异形孔电解加工稳定过程中加工间隙数学模型,分析了工具阴极结构对加工区域和非加工区域的电场及其均匀性以及其对电流密度与加工效果的影响,通过优化工件结构改善了加工间隙内的电场分布,使工件形状精度显著提高,并进行相关试验对仿真结果进行验证。得出结论:在相同的电解加工参数下,工具电极的结构对工件的形状精度有着显著的影响,通过优化工具电极结构,改善加工间隙内的电场分布与电流密度,让加工间隙内的流场更为稳定,使工件侧壁垂直度提高,提高了电解加工的形状精度与加工稳定性。     

基于COMSOL闭式整体构件流道电解加工流场的仿真

提高闭式整体构件气流通道数控电解/电火花组合加工效率的关键是提高其粗加工工序电解加工的效率,可尝试采用开槽、拷形一次完成的方案。由于气流通道深、窄、弯曲,首先必须面对的是电解加工间隙流场分布极不均匀的问题,通过改变阴极结构、回液孔分布及供液方式的设计,基于COMSOL对上述不同阴极进行电解加工间隙流场的仿真、比较,改善了间隙流场分布。分析表明,当进口压力为0.8 MPa,十字交叉槽槽宽为1.5 mm,锥头回液孔数量为12个,三排错开排放,间隙流场较均匀。     

整体式蜂窝阵列孔电解加工试验研究

针对整体式蜂窝阵列孔电解加工过程中孔壁尺寸控制难题,以壁厚沿孔轴线变化的阵列蜂窝孔为研究对象,对蜂窝孔壁电解成形壁厚尺寸控制进行电场和流场仿真。结果表明：改变阴极加工刃结构、进给速度参数等措施能有效调控侧面加工间隙,进而控制壁厚成形尺寸;附加阴极振动能够改善加工间隙流场,从而提高壁厚成形尺寸一致性。基于仿真优化结果开展整体式蜂窝阵列孔电解加工试验,可控制蜂窝孔壁成形精度在±0.04 mm。     

大深径比异形孔的电解加工

针对大深径比异形孔的电解加工试验研究，成功解决了较小尺寸型孔电解加工的技术关键问题。     

TC4复合材料电解钻孔加工技术研究

基于TC4复合材料研究了大余量去除和大直径孔的电解钻孔加工技术.首先,设计了工具阴极结构,在工具阴极侧面绝缘基础上采用电场仿真研究了工作圈高度对加工效果的影响,再针对不同钻孔深度进行流场仿真分析,揭示电解钻孔加工流场分布规律并探究了工具阴极端面出液孔数量对加工稳定性的影响;其次,对陶瓷绝缘和电泳绝缘两种不同绝缘方式下的...     

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。     

管电极电解加工三角孔实验研究

管电极电解加工作为一种采用中空金属管作为工具阴极,对阳极工件进行溶解去除的加工技术,在加工异形孔方面具有独特的优势。以异形孔中的三角孔作为加工对象,研究了初始加工间隙、进给速度及电压等因素对电解加工精度的影响。结果表明:减小初始加工间隙、提高进给速度及降低电压可显著降低三角孔侧壁的锥度,并提高电解加工精度。研究结果对三角孔及异形孔的高精度、高效率加工具有一定的指导意义。     

扩压器套料电解加工流场优化设计及实验研究

在电解加工中,合理的电解液流场能改善加工稳定性、提高加工效率。针对扩压器电解加工开展了流场优化研究,设计了流道出液转角式的正冲流动方式,建立了不同进液口转角间隙的流道模型,利用ANSYS进行了流场仿真优化分析。结果表明:在转角间隙值为0.3 mm时,加工区流速分布的均匀性最好,且电解液达到了较高的流速。同时,在转角间隙为0.3 mm时开展了扩压器电解加工提速实验,当阴极进给速度为0.7 mm/min时加工出了轮廓完整且表面光洁的叶片,验证了流场仿真优化的合理性。     

管电极电解铣削深窄槽流场研究

针对封闭深窄盲槽结构的加工难点,提出了一种管电极电解铣削加工工艺。通过仿真软件对电解铣削过程中的流场进行建模仿真,利用高速摄影仪观测流场分析该方法的可行性。采用外径0.8 mm的管电极在不锈钢上进行电解铣削加工深窄槽试验,研究电解液压强对深窄槽轮廓精度的影响规律,成功加工出槽宽(1±0.05)mm、槽深(2.5±0.05)mm的高精度、侧壁陡直的封闭深窄盲槽。     

电解加工基本知识讲座(六)

电解加工工艺我国自一九五八年初在膛线加工方面成功地采用了电解加工工艺并正式投入生产以来,电解加工工艺的应用有了很大的发展,已经成功地应用于膛线、花键孔、深孔、内齿轮、链轮、异形零件、模具等等的加工。由于新电解液及充气电解加工工艺的应用,进一步提高了成型零件的电解加工精度,因而一些复杂零件如叶片、模具等也采用了电解加工这一新工艺。     

电解加工钛合金异型腔薄壁流场仿真分析及实验研究

针对电解加工钛合金型腔过程中出现的两侧薄壁易形成鼓形的加工现象,对工具阴极结构进行了改进。用Comsol Multiphysics 5.0对其流场进行了仿真分析,根据仿真结果确定了改进后的阴极结构,并进行了工艺实验。仿真与实验结果表明:改进后的阴极能对加工过程中的流场进行约束,达到加工表面流体速度分布均匀及提高加工精度的要求。     

复合进给对锥形孔电解加工过程的影响

为提高锥形孔加工精度,采用圆锥阴极复合进给的电解加工工艺方案,首先分析了阴极复合进给对加工间隙流场的影响,从促进加工间隙电解产物的排出及优化间隙流场的角度证明了复合进给能有效提高电解加工精度。基于自主研制的复合进给电解加工装置系统进行了工艺试验,研究了复合进给参数对锥形孔孔径及锥度的影响。最后,采用优选的工艺参数加工出的锥形孔能满足现有喷油嘴锥形孔的加工要求,且加工过程稳定。     

无再铸层异型孔的电火花-电解组合加工研究

针对异形孔内壁再铸层去除的问题,提出了一种电火花-电解组合加工新工艺。该工艺是利用同一工具电极在同一加工工位先进行电火花成形加工,然后电解加工去除电火花加工产生的再铸层。对该组合工艺进行了分析和研究,包括电火花加工电参数对再铸层厚度的影响以及电解加工各参数对去除再铸层效果的影响。并对加工参数进行了优化,加工出了内壁无再铸层、无微裂纹的高质量异形孔。     

电极结构对短电弧-电化学复合加工深窄槽影响研究

深窄槽结构具有尺寸小、深宽比较大的特点,狭小的加工区域存在排屑不畅、散热效果差等问题。为解决深窄槽加工过程中排屑困难的问题,提出通过优化电极结构来提升深窄槽短电弧-电化学复合加工的稳定性。分别设计单孔、多孔及螺旋3种管状电极结构,对不同电极结构加工时的间隙流场状态进行仿真研究。对比不同电极结构极间介质流速与压力的分布状态,并对仿真结果进行实验验证,探究电极结构对短电弧-电化学复合加工性能包括加工效率、尺寸精度、表面质量等指标的影响。实验结果表明：螺旋电极结构相比于单孔电极和多孔电极更能改善极间的流场状态,在保证深窄槽尺寸精度的情况下提高了加工效率与表面质量。     

异形内螺旋线电解加工间隙流场仿真及工艺试验研究

针对大口径深螺旋线电解加工的拉式逆流阴极结构存在流场发散、易短路、成形精度差等问题,提出了一种工作齿可换、流场收敛的拉式顺流阴极结构。建立间隙流场仿真模型,分别对拉式逆流阴极和拉式顺流阴极的间隙流场进行仿真分析,并对两种结构的阴极进行应力和位移变化分析。仿真结果表明:在一定的加工参数条件下,拉式顺流阴极结构在间隙电解液速度、压力、流线等方面均比拉式逆流阴极结构好,且能实现2000 mm合格样件的稳定可靠加工。     

基于COMSOL传统铜电解槽流场的数值模拟

以国内某冶炼公司现用传统铜电解槽的流场分布为研究对象,利用COMSOL仿真软件对该传统电解过程中的槽内流场分布情况进行分析,得出槽内各区域电解液的流动情况以及流速变化等。进而为电解槽结构的优化以及流场参数的合理选取提供相关参考。     

异形涡道电解加工关键技术研究

用电火花加工深、窄、扭曲的变截面螺旋异形涡道时存在效率低、无法满足实际生产需要的问题。为提高加工效率,提出了开孔、扩槽、拷型一步完成的电解加工方法,并对工装夹具进行了一体化设计,解决了三面同时密封难的问题。利用可进行高效、高表面质量加工的复合电解液,开展了电解加工工艺试验和阴极型面修形的研究,使单个异形涡道的加工时间仅需1 h20 min。     

微槽管电极射流电解铣削加工仿真与试验

针对难加工材料的微槽结构加工,通过CCD摄像机观察微槽管电极射流电解铣削加工的电解液流场分布,并建立加工电场模型,进行了不同阴极扫描速度的单次扫描及多次重复扫描加工仿真与试验。研究发现:当其他加工参数不变时,单次扫描的槽深与阴极扫描速度成负相关,多次重复扫描的槽深与扫描速度成正相关。基于上述研究结果,通过多次重复扫描方式加工出深度为376μm的S形曲线微槽。     

工艺参数对电熔爆大长径比异形深孔加工影响规律研究

采用电熔爆加工技术进行大长径比异形深孔加工时,加工表面质量和电极损耗是影响加工效果的主要因素。采取自主开发的异形深孔加工电极,通过单因素试验法研究大长径比异形深孔加工过程中峰值电流、电源电压、电极材料、冷却液压力等工艺参数对加工表面质量和电极损耗的影响;通过正交试验的方法确定各因素影响加工表面质量的主次顺序及最佳工艺参数组合。结果表明：在电极材料为铜钨合金时,峰值电流120 A、电源电压21 V、冷却液压力6 MPa为最佳工艺参数组合。研究结果为电熔爆异形深孔实际加工中的参数选择提供了参考。     

异形孔导流结构板翅换热器内部流体流动与传热特性

针对板翅换热器各层流道流体分布不均匀问题,提出一种新型异形孔导流增效结构。以流量均匀程度为设计目标,同时考虑换热器入口不同位置流动速度差异,通过采集关键控制点附近流体速度向量,设计一种变孔径的异形孔导流结构。采用计算流体力学方法分析异形孔导流结构板翅换热器内部流体流动与热量传递,同时对换热器流场与温度场进行数值模拟,得到流体流动与温度分布规律并与传统导流结构进行对比。结果表明：异形孔导流结构可在增加流体流动压降的同时提升换热器流体均匀分布程度,导致传热过程中的热压比增加;采用异形孔导流结构可以在一定程度上改善流体均匀分布程度,降低冲击作用,而对异形孔结构进行合理优化与布局可以更好地改善流体在换热器入口位置分布均匀程度,提升换热器的传热性能。