成形阴极脉冲电化学光整加工技术应用研究

针对将成形阴极脉冲电化学光整加工新工艺应用于V形槽工件的表面光整加工,讨论了影响实际应用中的流场、间隙、电场等关键技术问题及其解决方案.并以实际V形槽工件为例,进行脉冲电化学光整加工,得到了良好效果.实验证明,该工艺应用于V形槽表面的光整加工是成功的.     

电化学加工阴极设计边界调整法

针对电化学加工阴极设计这一有势场Laplace逆问题，给出了一种阴极设计方法——阴极边界调整法。该方法在假设阴极边界已知的情况下，采用有限元计算获得阳极边界电场分布，并求与实际阳极电场分布间的方差和。若此方差和在规定的误差范围内，则此时对应的假设阴极边界即为所求阴极边界。否则，调整阴极边界进行迭代计算，直到方差和满足要求为止。计算和实验结果表明，阴极边界调整法收敛性较好，迭代次数适当，能满足设计要求。     

阴极往复运动的电化学加工方法初探

基于电化学加工特点及其应用现状,介绍了一种阴极往复运动的电化学加工新技术,分析了往复运动加工方式的一些特性,简单地导出有关加工平衡间隙、电流密度以及阳极蚀除率的计算公式,由此论证了加工参数对电化学加工精度以及加工稳定性的影响.     

数控展成电解加工的成形规律研究

研究了数控展成电解加工的成形规律,建立了相应的数学物理模型并以计算机求解。计算结果与试验数据比较,差别小于5%。     

圆形出液口悬浮阴极平面电化学加工间隙建模及实验研究

提出利用极间电解液液膜支撑阴极悬浮形成加工间隙,通过调节流量和电流实现极间间隙的调节和控制的新方法。以圆形出液口悬浮阴极平面电化学加工为例,基于流体力学和电极过程动力学理论建立加工间隙的数学模型,得到间隙与流量、压差及电流之间的关系。利用Fluent软件对间隙模型流场特性进行分析,得到间隙中电解液的压力场和速度场的分布情况,进而得到进出口压差和出口流速;实验获得不同流量、电流条件下的加工间隙。理论模型计算结果和实验数据结果相近,变化规律基本一致。     

内棘轮电化学加工工艺的研究

研究了单向传动套内棘轮电化学加工的工艺技术,包括工装夹具设计,阴极设计及制造以及加工工艺参数的选择。应用电化学加工技术加工内棘轮,生产率很高;采用线切割加工片状工具阴极,制作方便、尺寸准确;加工过程中工具阴极无损耗,一片阴极可以重复加工几十至几百个零件;加工出的内棘轮表面质量好,无飞边毛刺,表面粗糙度可达Ra1.6μm加工精度（尤其是重复精度）较高。     

发动机叶片电解加工阴极设计有限元数值解法研究

以某型航空发动机转子叶片为研究对象，讨论了加工区域内的电场分布模型和阴极、阳极需要满足的边界条件，利用有限元法对复杂边界曲面具有较强的适应能力的特性，将加工区域离散后逐层求解极间间隙内的电位分布，将有限元数值解法成功地运用到加工叶片的工具阴极的设计中，从而获得满足加工精度要求的阴极。     

基于叶片电解加工电场和流场特性的阴极设计及工艺试验研究

针对航空发动机叶片电解加工阴极设计这一具体工程应用，在模型叶片三维实体建模的基础上，着重研究两种阴极设计方法，即基于叶片电解加工实际电场分布的阴极设计有限元数值解法以及同时考虑极间电场和电解液流场特性的阴极设计有限元数值解法。详细地对比了两种阴极设计方法对极间电势分布、间隙分布和阴极边界条件的影响，通过一系列的工艺试验验证了同时考虑电解加工电场和流场特性的阴极设计方法较单纯考虑电场特性的阴极设计方法更全面、更符合电解加工的实际物理过程，因而所设计的阴极更加精确合理。     

缺圆孔的成形加工

我厂生产的一种零件材料为38GrMoAlA,调质处理。在零件上需要加工4个缺圆孔。长径比为8,如图1所示。为此,我们设计制造了成形铣刀(见图2)。用成形加工的力法取得了满意效果。 1.成形铣刀的设计与加工刀具为整体结构,材料为W6Mo5Cr4V2,热处理HRC63～66。刀具切削部分的前后角与一般铣刀相近,增加了刃倾角5°。刀具颈部直径必须考虑到头部结构及被加工零件缺圆孔开口尺寸a的大小,还应考虑到刀具切削部分球形段的弧长需超出缺圆孔弧长。     

两步法电化学加工薄壁钼长管的数学建模与实验研究

针对某反应堆用高温燃料包壳加工难题,研究了钼合金薄壁长管部件的电化学加工技术,提出了固定阴极及移动阴极的两步电化学加工方法,建立了移动窄阴极电化学加工的数学模型,针对实施方式、工艺参数等进行了实验。实验结果表明:固定宽电极的电化学加工可大量去除材料,移动窄电极的电化学加工可进行表面精修,采用这两种工艺对直径25.4 mm、长度800 mm的钼管进行加工,获得的直径偏差在0.05 mm以内。     

整体叶盘电解加工移动密封阴极设计与试验

在整体叶盘的电解加工中,叶间区域易发生加工意外。通过有限元流场分析发现该区域存在过流面积突变。为了改善该区域流场,设计了一种消除过流面积突变的移动密封阴极结构。改进流场的有限元分析结果表明,移动密封阴极结构显著提升了电解液流场的稳定性。移动密封阴极的电解加工试验结果表明,新型阴极显著提升了加工稳定性,试验件具有较好的加工重复性与表面质量。     

大扭曲度整体涡轮叶片展成电解加工成形规律及试验研究

根据大扭曲度整体涡轮结构特点与加工难点，提出用展成电解方式实现其叶片加工；分析、研究大扭曲度整体涡轮展成电解加工叶片型面成形规律；根据其成形特点，进行多轴联动数控编程的优化；合理设计阴极及流场，对叶背二次腐蚀、出口短路及叶背余量去除等关键工艺问题进行分析讨论并提出有效解决措施；进行整体涡轮叶片展成电解加工试验，可稳定达到型面精度加工要求，为大扭曲度整体涡轮展成电解加工的应用创造了条件。     

球形阴极数控电解加工的流场仿真及试验研究

针对球形阴极数控电解加工的流场设计,以电解液的流道为物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法对流场的数值模型进行求解,得到流场的速度和压力分布。根据求解结果,分析了阴极内部结构和出液口形状对流场的影响;通过改进阴极的内部结构和出液口形状,得到了较为理想的流场仿真结果;结合工艺试验,验证了仿真结果的准确性。     

轻量化阶梯孔结构电解加工试验研究

针对内大外小轻量化阶梯孔结构特点与加工难点,采用固定阴极电解加工方式实现其内孔加工。以某飞机起落架转轴中心阶梯孔为例,为提高其加工质量及加工效率,基于数值分析和试验验证的方法优化了阴极结构,结合实际生产需要,提出了阶梯式变电压加工方法。在上述基础上修正阴极锥度并进行工艺试验,最终加工出合格件,该方法加工质量稳定,满足批量生产需要。     

基于电场仿真的微尺度群缝电解加工技术研究

以静刀盖微尺度群缝电解加工为研究对象,针对工艺试验过程中群缝成形规律难以掌握,试验参数修正周期长的问题,采用COMSOL软件对单缝成形过程进行了电场仿真,并以电场仿真参数结果进行工艺试验,加工出平均缝宽0.27mm,侧壁锥度为0.12的群缝结构。电场仿真与工艺试验结果对比表明,电场仿真方法减少了工艺试验中大量试验参数的修正工作,缩短了电解加工工艺试验周期,且电场仿真与工艺试验单缝最大形状误差在0.03mm以内。     

叶片电解加工中二维/三维法向间隙分布对阴极设计的影响

以某型航空发动机转子叶片为研究对象,在阴极设计cosθ法的基础上,探讨了阴极进给方向与叶片型面二维截面法向夹角及其与叶片型面三维法向夹角对间隙分布及阴极设计的影响。讨论了基于叶片二维截面法向设计时,设计误差产生的根源,并给出了合理的设计结果。     

脉冲电解加工技术在精微加工领域中的新发展

介绍了高频、窄脉冲成形加工技术新的研究成果，考察了国外微细加工技术的新发展状况，结果表明：精密窄脉冲电解加工近年来向提高频率、缩短脉宽方向发展；大电流、高频、窄脉冲电流源加工精密复杂型腔、型面的新工艺及新电源已投入模具、叶片的试生产中，显示出良好的技术经济效果，成形精度可达0．05mm；近期国外又发展了数百兆赫、数百纳秒级微小电流加工数十微米级零件的微细加工技术，开拓了电解加工用于微细加工的新领域，显示了脉冲电解加工巨大的发展潜势。试验研究表明，随着频率的提高、脉宽的变窄，引起阳极集中蚀除能力进一步加强，加工间隙进一步缩小，最终导致加工精度相应提高。所研制的1000A、20kHz矩形波电流源的脉冲前沿上升时间迭微秒级，快速短路保护时间仅为数十微秒级。