大型整体叶轮数控电解加工的阴极设计及工艺试验

论文摘要

数控电解加工技术是一种将电解技术和数控技术相组合的新型制造技术,既具有一般电解加工的优点,又具有数控加工的柔性。其加工效率高、可加工任何难切削导电材料等优点使其在航空航天领域零部件加工中的地位独特。本文在前期研究的基础上,对航空发动机大型整体叶轮的数控电解加工工艺进行了研究。大型整体叶轮是直径在500mm以上的整体叶轮,文章首先介绍了整体叶轮的结构特点,材料特点及其以后的发展趋势,并阐述了整体叶轮的加工技术,通过比较其优缺点,指出了数控电解加工技术在大型整体叶轮加工中的积极作用。本文针对加工大型整体叶轮时机床运动行程有限的问题,通过设计整体叶轮毛坯、连接管道、合理布局等方面,在不改造机床的前提下,提出了简单、合理的解决方案。并应用曲面造型功能强大的UG软件,进行整体叶轮的三维造型,并针对曲面造型中一些常见的问题,提出相应解决办法。根据对大型整体叶轮的通道分析,以造型软件UG为平台,设计内喷式阴极。针对电解加工中的短路、流场不均匀等工艺问题,改进了阴极的外部结构和内部流道。大大缩短了阴极的设计和制造周期,改善加工效果。通过一系列的试验优选加工工艺参数,并对试验结果进行了深入的分析,进行了试验件的加工。最后,因脉冲电流电解加工在提高加工精度和表面质量方面有独特的优点,进行了脉冲电流电解加工的初步研究,为大型整体叶轮的后续精加工奠定了一定工艺基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 整体叶轮及其加工方法
• 1.1.1 整体叶轮的结构特点
• 1.1.2 整体叶轮的材料及其发展趋势
• 1.1.3 整体叶轮的加工方法
• 1.2 数控电解加工原理、特点和应用
• 1.2.1 电解加工原理、特点及其应用
• 1.2.2 数控展成电解加工原理、特点
• 1.3 课题的目的意义和内容安排
• 第二章 大型整体叶轮加工方案和造型
• 2.1 加工方案
• 2.1.1 加工布局
• 2.1.2 加工方法
• 2.2 大型整体叶轮造型
• 2.2.1 基于UG 软件的大型整体叶轮造型
• 2.2.2 大型整体叶轮几何结构特点及加工难点
• 2.3 本章小结
• 第三章 大型整体叶轮数控电解加工工艺设计
• 3.1 阴极设计
• 3.1.1 阴极的分类
• 3.1.2 加工中阴极的运动
• 3.1.3 阴极的设计要求
• 3.1.4 阴极的结构设计
• 3.1.5 阴极的外部轮廓尺寸设计
• 3.1.6 阴极内部结构设计
• 3.1.7 阴极材料、制造
• 3.2 工装夹具设计
• 3.2.1 分度盘的设计
• 3.2.2 对刀板的设计
• 3.3 本章小结
• 第四章 电解加工工艺试验及结果分析
• 4.1 试验设备
• 4.2 试验参数初步选择
• 4.3 基础性试验与结果分析
• 4.3.1 直流电解加工直槽
• 4.3.2 直流电解加工斜槽
• 4.3.3 直流电解加工圆弧槽
• 4.4 大型整体叶轮扇形试件的加工
• 4.4.1 试验前准备
• 4.4.2 扇形试件的加工
• 4.5 脉冲电流电解加工试验研究
• 4.5.1 脉冲电流电解加工原理
• 4.5.2 脉冲电流电解加工的分类
• 4.5.3 脉冲电流电解加工的流场
• 4.5.4 脉冲电流电解加工的试验分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文