整體構(gòu)件高效、快捷數(shù)控電解加工的應(yīng)用研究.pdf

1、在新型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)及其它機(jī)械產(chǎn)品中,整體結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越多,但是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,且多采用難切削材料,加工難度大、效率低,有的甚至現(xiàn)有技術(shù)還不能加工。因此,整體構(gòu)件的高效、快捷加工技術(shù)一直是國際上先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,也是各個(gè)工業(yè)大國的核心技術(shù)之一。
　　 數(shù)控電解加工是一項(xiàng)將數(shù)控技術(shù)與電解加工技術(shù)集成的新工藝技術(shù),在整體構(gòu)件的加工中發(fā)揮了獨(dú)特的作用,越來越多應(yīng)用于具有復(fù)雜型面、異形型腔的整體構(gòu)件加工。但是,相對(duì)于數(shù)

2、控切削加工,數(shù)控電解加工的工藝準(zhǔn)備過程繁瑣、周期較長,制約了其快速響應(yīng)能力的發(fā)揮:而相對(duì)于拷貝式電解加工,數(shù)控電解加工有多種不同的陰極結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的數(shù)控運(yùn)動(dòng)方案可供選擇,而方案的選擇又可能對(duì)加工效率產(chǎn)生很大的影響。為提高數(shù)控電解加工的加工效率和快速響應(yīng)能力,基于課題組前期相關(guān)研究成果,結(jié)合整體構(gòu)件加工的特點(diǎn),本文對(duì)工具陰極和數(shù)控運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法,以及不同數(shù)控運(yùn)動(dòng)方式對(duì)加工效率的影響等問題進(jìn)行了研究,力求縮短工藝準(zhǔn)備時(shí)間、提高加工效率,實(shí)現(xiàn)整體

3、構(gòu)件的高效、快捷數(shù)控電解加工。
　　 首先,為縮短工藝準(zhǔn)備工作時(shí)間,實(shí)現(xiàn)快捷加工,針對(duì)數(shù)控電解加工中陰極設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)--陰極流場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),研究利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)軟件進(jìn)行加工間隙流場三維仿真分析,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助陰極流場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該陰極設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于某型整體承力環(huán)和開式整體葉輪精加工的陰極設(shè)計(jì),相對(duì)于傳統(tǒng)方法,陰極設(shè)計(jì)和試驗(yàn)修正的總時(shí)間縮短約60％。
　　

4、 為提高數(shù)控電解加工的加工效率,研究了平面陰極和斜面陰極的加工間隙變化規(guī)律和加工效率及影響因素,以此為基礎(chǔ)提出采用離散化方法分析曲面陰極的加工間隙和加工效率問題,從而有助于在工藝設(shè)計(jì)階段優(yōu)化設(shè)計(jì)工具陰極及其數(shù)控運(yùn)動(dòng)方式,實(shí)現(xiàn)整體構(gòu)件的高效數(shù)控電解加工。
　　 作為上述研究工作的工程應(yīng)用之一,在開式整體葉輪高效、快捷數(shù)控電解精加工研究中,利用CFD軟件輔助進(jìn)行陰極流場設(shè)計(jì):以葉片型面等距面的擬合直紋面為依據(jù)設(shè)計(jì)陰極運(yùn)動(dòng)軌跡;運(yùn)用

5、離散法研究葉片扭角對(duì)加工間隙變化規(guī)律的影響,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行數(shù)控運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),并結(jié)合工藝試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。試驗(yàn)加工表明,這是一種高效、快捷的整體葉輪數(shù)控電解精加工工藝設(shè)計(jì)方法。
　　 作為上述研究工作的工程應(yīng)用之二,對(duì)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、加工難度更大的三元流閉式葉輪數(shù)控電解預(yù)加工進(jìn)行了研究。首先,為簡化陰極和數(shù)控運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì),縮短工藝準(zhǔn)備時(shí)間,把葉間流道分為若干區(qū)域,使用多個(gè)工具陰極分別加工；其次,在用離散法對(duì)初始工藝方案加工效率分析