镍基高温合金整体叶盘叶栅通道电解加工的成形精度控制

针对整体叶盘叶栅通道电解加工中存在的成形精度较低、余量分布不足的问题,采用叶栅通道径向电解加工方法,建立了径向进给方式中加工间隙的数学模型,得到了通道成形过程中侧面间隙的影响规律。在此基础上,分析了电极侧面裸露端、电解液特性、脉冲电流参数以及进给速度等对通道成形的影响,并给出了优化结果。同时开展了叶栅通道径向电解加工实验研究,结果显示:采用优化后的各项参数,在高温镍基合金GH4169叶盘上稳定地加工出了具有较高成形精度的叶栅通道,其叶盆、叶背面的最小精加工余量从1.82 mm和1.56 mm分别提高至2.43 mm和2.41 mm。为后续叶片精加工提供了良好的加工基础。     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.     

活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术研究

针对金属微结构器件制造难的问题,提出了活动屏蔽膜板高深宽比微细电铸技术,通过屏蔽膜板动态地限制电沉积的区域,可以用低深宽比的膜板图形加工出高深宽比的金属微结构,并且免除了去胶等难题。在对活动屏蔽膜板微细电铸电场及传质进行分析的基础上,开展试验研究,获得了特征尺寸为500μm,深宽比分别为3和5的微静电梳状驱动器梳齿及微圆柱电极阵列。     

发动机叶片电解加工变间隙阴极修正法

为了提高叶片电解加工的精度,提出变间隙阴极修正方法,建立该方法数学模型,分析加工间隙与阴极修正量的对应关系,通过在型面误差中代入间隙补偿量来修正阴极。提出阴极沿型线修正量的计算公式和插值逼近的试验方法。结合自行研制的新型叶片电解加工机床,进行了叶片电解加工阴极修正的试验,通过变间隙修正方法修改阴极。试验过程中阴极经过3次计算机修正,可使叶片电解加工精度提高到0.05 mm,表明该阴极修正方法合理有效,数学模型与试验情况吻合。     

喷管的镍锰合金电铸及其开裂问题的研究

设计了特殊的电铸装置,开展了喷管形薄壁回转体零件的镍锰合金电铸试验。试验中发现电铸层发生开裂现象,通过分析与成分测试找出了电铸层开裂的原因是阳极镍块中的杂质锌进入电铸层而造成的。向电解液中加入除杂质剂后,解决了电铸层的开裂问题,可稳定地得到完好的电铸件。     

航空发动机叶片竹节孔加工及传热分析

介绍了一种利用电解加工法在航空发动机叶片上加工带肋冷却孔(竹节孔)的工艺方法,对其加工设备和电极制作过程进行详细的描述。实验同时分析了加工参数如加工电压、电解液种类和浓度、加工材料等对冷却孔成形的影响。并结合有限元方法,研究了竹节孔对涡轮叶片冷却效果的改善,对影响传热的参数,如传热系数与努赛尔数Nu进行了分析。     

基于有限元数值方法的电解加工工件型面的预测

采用有限元数值算法求解加工间隙中的电场分布，考虑间隙内流场和非线性电解液的影响，对最终的阳极工件型面进行预测。对某型发动机叶片三维复杂曲面进行了预测计算，并与其工艺试验结果进行比较，证明预测模型具有较高的精度。     

电化学腐蚀法制备微细群圆柱

提出了微细群圆柱结构电化学腐蚀加工法及其形状和尺寸控制方式。根据电化学腐蚀基本原理,通过有限元分析计算群圆柱电化学腐蚀加工过程中的电场分布,优化设计阴极形状。开展了电化学腐蚀法制备微细群圆柱结构的工艺试验,获得了良好的试验结果。     

航空发动机叶片电解加工阴极数字化修正模型及其试验研究

叶片是航空发动机的核心零部件,电解加工是加工叶片的重要方法,叶片电解加工工具阴极的精确设计与修正是提高叶片精度的关键技术.采用Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法的误差反向传播网络(Back propagation,BP)技术,利用阴极线性修正法的工艺试验数据进行网络训练,建立基于优化BP算法的数字化阴极修正模型.结合自行研制的新型叶片电解加工机床,开展电解加工工艺试验,检验网络模型的正确性.通过三坐标测量机的检测,加工试件在阴极修正后精度有了明显提高,叶盆叶根和叶尖修正部位的精度均提高0.09 mm左右,修正效率提高,说明网络模型能精确计算出阴极型面修正量,网络模型的正确性得到验证.该修正模型能广泛应用于复杂型面电解加工的阴极修正,能起到缩短修正周期和提高叶片电解加工精度的作用.     

小间隙高速精密电解拉削扩孔方法研究

为了进一步提高电解扩孔的精度和表面质量,提出一种小间隙高速精密电解拉削扩孔方法,通过减小电解拉削工具阴极升角、大幅提高进给速度等措施,实现加工间隙约0.1mm的小间隙电解拉削状态.开展不同速度下快走丝放电线切割圆孔和椭圆孔的电解拉削扩孔试验,分析进给速度、加工间隙对加工轮廓度和表面质量的影响.研究结果表明,小间隙高速电解拉削可以实现高精度、高表面质量的扩孔加工.