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.     

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。     

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。     

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。     

钛合金叶片型面电解加工工艺研究

通过对某型机钛合金叶片型面电解加工工艺技术的研究,总结了叶片电解加工的一般规律.在工艺试验中研制了电极及夹具,同时获得了可靠的工艺参数,保证了零件加工质量,积累了钛合金叶片型面电解加工的经验,为航空发动机生产提供了强有利的支持.     

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.     

基于UG二次开发的整体叶盘数控加工通道分析

整体叶盘在数控加工过程中，刀具与通道约束面之间易发生干涉碰撞。为解决这一问题，本文分析了整体叶盘通道的特点，在此基础上基于UG二次开发评估叶片弯扭度，计算通道宽度、深度尺寸参数，分析结果为整体叶盘通道数控加工刀具选择与加工工艺制定提供了参考依据。     

等温校正工序的先后对钛合金叶片型面的影响研究

采用等温热校形的方法来减小钛合金叶片型面翘曲变形.文中主要分析了校正工序的先后顺序对叶片型面变化的影响规律.试验得出:先校正后固溶加时效热处理的校正方案比先固溶热处理后校正的方案所获得的叶片型面更合理.     

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。     

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。     

TC4电火花加工的工艺参数优化设计

对钛合金TC4进行电火花加工,运用正交试验的方法对数据进行处理,探究电火花加工的特性。重点分析了电参数中峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隔及加工时间对电极损耗及加工速度的影响。寻找一组优化参数,研究结果对钛合金的电火花加工具有一定的参考意义。     

基于二维超声振动辅助的钛合金切削加工分析与试验研究

针对普通切削时钛合金表面质量较差的问题,将二维超声辅助切削用于钛合金的加工过程。对钛合金的超声振动切削理论进行分析,找出影响刀具运动轨迹及切削力的因素;设计基于二维超声振动的钛合金表面切削试验,研究超声振动对切削力、工件表面形貌以及刀具寿命的影响。结果表明:与普通切削相比,二维超声振动辅助切削可以有效降低加工中的切削力,减轻加工过程对刀具的冲击,提高刀具的耐用度;且在相同加工条件下,二维超声振动加工时的切削力下降了47.7%,工件表面轮廓平均高度减小了40.9%,刀具的使用寿命提高了近1倍。      

航发压气机叶片的加工仿真分析

航发压气机叶片型面及加工工艺复杂。为降低加工成本、提高加工效率,对某型复杂薄壁航空发动机压气机叶片零件进行加工仿真研究。分析叶片的结构特点,结合加工工艺路线制定原则,制定了叶片加工工艺路线,规划了刀具轨迹;根据五轴机床行程及运动特点,定制了五轴机床专用后处理器,并将刀具轨迹后处理生成了叶片加工的NC程序,同时输出加工总计用时;构建立式五轴数控机床仿真模型,对加工工艺进行仿真验证,取代实际加工试切步骤,节省生产成本和时间。仿真加工结果验证了加工工艺的合理性和后处理的正确性,为加工参数的进一步优化和加工误差分析奠定了基础。     

绝缘涂层构件电化学放电穿孔技术

研究了绝缘涂层构件的电化学放电加工原理与5种放电过程及其电压电流波形特点。分析了绝缘涂层构件穿孔技术中的绝缘涂层材料加工、绝缘涂层与基体金属过渡加工及基体金属加工3种不同状态及其特点,采用不同的进给速度和加工电压,以提高加工效率和质量。对钛合金基体的氧化锆陶瓷涂层材料进行了电化学放电穿孔实验,验证了该方法是可行的。     

钛合金与镍基高温合金薄片振动辅助电火花加工工艺参数优化研究

在航空发动机叶片的电解加工过程中,由于存在加工间隙,导致加工后的叶片边缘存在尺寸与形状误差。采用电火花加工并辅以振动对叶片边缘进行粗、精加工修整,考虑到电火花加工参数与工件材料加工特性存在不确定性,通过正交试验探究了粗加工的峰值电流、脉冲宽度、振幅和振动频率对材料去除率、工具电极相对体积损耗率的影响。采用横截面尺寸为29 mm×0.5 mm的钛合金和镍基高温合金薄板作为工件进行长度2 mm的切断实验,通过极差分析法和方差分析法获得加工最优参数,并得出镍基高温合金、钛合金材料去除率最高分别达12.99、13.13 mm3/min,为后续利用成形电极对叶片边缘进行精密修整提供可参考的有效电加工参数。