摘要：闭式叶环是一类减重性能优越的整体构件,但因其结构闭式,开敞性差,通道狭窄扭曲,刀具进给空间有限,加工十分困难。电解加工为非接触式特种加工方法,具有加工不受材料力学性能影响、工具阴极无损耗、加工效率高等优势,是加工闭式叶环的重要方法之一。闭式叶环开槽电解加工的流场研究较少,流场稳定性有待提升。针对闭式叶环开槽电解加工,采用了正流式供液的流动方式,开展了1 mm、2 mm、3 mm出液缝宽下的流场仿真和优化研究,结果表明:(1)采用出液缝宽度为2 mm的阴极,间隙内流场均匀性和可达性更好;(2)根据等流程原则调整出液缝位置并设计引流槽结构后,叶片边缘的局部缺液现象得到有效改善。开展了3种不同出液缝宽度下的闭式叶环开槽电解加工试验,结果表明,采用优化流场结构的阴极可以实现叶环开槽的稳定加工,工具阴极与工件间的相对进给速度由0.79 mm/min提升至0.98 mm/min;且通道表面质量相对最优,叶背粗糙度由2.681μm降低至1.641μm,叶盆粗糙度由2.482μm降低至1.243μm。验证了流动方式的有效性和流场仿真结果的正确性。

摘要：为了提高深小孔结构电解加工的稳定性,文中探究了加工参数对稳定性的影响,建立了加工稳定性指标λ以定量研究,设计了冲液压力、加工电压、进给速度、端部非绝缘区域长度四个因素的正交实验。研究结果表明:在15 V电压、冲液压力为0.3 MPa,进给速度30μm·s^(-1),电极非绝缘区长度0.5 mm时,加工深小孔的稳定性最好。在此工艺条件下使用中性电解液,顺利在SUS304工件上加工出直径约1.1 mm,深度为200 mm的通孔,深径比达181,加工过程稳定。

摘要：为使叶栅通道粗加工余量更加均匀,针对某型整体叶盘,采用阴极斜向进给的加工方式设计了电解液流动方案,建立阴极在不同进给量下的三维流场模型,采用COMSOL Multiphysics软件计算不同加工阶段下电解液流场的速度和压力,并进行电解加工工艺试验。结果表明:加工过程稳定,无火花、短路现象,叶盘轮毂表面光洁,表面粗糙度为Ra=0.278μm,验证了流场设计的合理性以及工装夹具的可靠性。

摘要：为了提高航空发动机零部件深孔槽结构的加工精度和稳定性,文中根据深孔槽结构特点及电解液正流式流动方式,设计了一种带有偏置结构的加工阴极,采用理论分析和仿真模拟的方法,分析了加工阴极缓冲板和出液孔排布方式对流场分布的影响规律。仿真结果表明:在加工阴极上增设带有出液孔的缓冲板,可以提高流场稳定性和流速分布的均匀性,满足加工稳定性和加工精度的要求。结论可为深孔槽结构高精度电解加工提供参考。

摘要：针对方形孔的轮廓尖角,电解加工时加工间隙流场不均匀、存在死区等问题,文中提出了修正进液口位置、数量和修改阴极头形状两种方式,通过COMSOL仿真软件对电解加工间隙流场进行仿真验证,同时对流场入口压力进行数值模拟,实现对方形孔流场的优化,最终完成方形孔的电解加工。研究结果表明:进液口位置正对边角的效果优于其他方式,在阴极尖角处进行圆角处理能够更好的均匀加工边线的流场;当处理为0.3 mm圆角时,流场中整个边线的较为均匀且流速较为合理;采用1 mm边角设计的阴极加工出的方形孔表现出最佳的加工效果。

摘要：针对航空发动机零部件中的花瓣状异形孔电解加工难题,文中建立了异形孔工件三维模型并抽取流道模型,对其进行流场仿真和优化。结合电场仿真计算,通过电流密度分布预测工件阳极型面的溶解差异,完成了阴极成型边界的修正。通过流场和电场分析,优化了通液孔的数量、大小和布局,以及阴极外形曲线,完成阴极结构设计。仿真结果表明:设置加工参数电解液入口压力为0.6 MPa,出口压力为0.1 MPa时,工件表面的电解液流速、压力以及加工区域工件边界的电流密度均具有良好的均匀性。

摘要：变截面球槽结构表面硬度高、三维形状复杂,采用电解加工具有较好的技术经济优势,但其加工精度和加工稳定性受流场影响比较明显。为提高电解液流场均匀性,基于流场仿真分析探讨了通液方式、流道结构对流场分布的影响规律,并开展了电解加工试验研究。仿真和试验结果表明:采用定向流道供液的分域通液方式有利于提高流场稳定性和流速分布一致性,可以有效提高工艺稳定性;优化出入口流道结构可以进一步提高球槽表面质量,能够满足加工稳定性和加工精度要求。

摘要：针对电解放电加工过程中放电击穿的不确定性导致的加工工件形貌不一致及质量变差等问题,提出采用射流掩膜电解放电技术加工工件。通过对射流结构的分析,研究圆形紊动射流流速沿轴线的衰减规律并计算初始段长度,设计并制作了喷嘴及夹具。搭建射流电解加工装置,在不锈钢工件上制备了蓝油掩膜,对加工间距对凹坑形貌的影响进行实验研究。实验结果表明:圆锥收敛结构喷嘴喷射的射流有良好的力学特性,能利用射流的初始段对工件进行加工;具有镂空图案的厚度为50μm蓝油掩膜覆盖在工件上,能有效提高材料去除的定域性;当加工间距为2 mm时,材料去除率达到最大值。

摘要：为解决传统阴极相邻等厚齿间电解液流场出现分散、不饱满和漩涡问题,基于电解加工蚀除规律,设计一种竹节锥式变齿,利用COMSOL Multiphysics对加工间隙流场分布进行模拟,对齿牙进行修形。仿真结果表明,在每片厚轮齿一侧切除1/2,旋出台阶均为0.3 mm的圆角,另一侧的薄齿旋出台阶右下角为0.4 mm的圆角,有效降低了工作齿错位形成的台阶对流场的影响。采用竹节阴极进行相关试验,对加工成型后多旋线工件切片进行测量分析,结果表明,工件成形精度达±0.15 mm,表面质量达Ra1.6μm,竹节阴极满足实际加工要求。

摘要：为了解决电解加工中难以对工具侧壁绝缘以及工具涂覆的绝缘层易于损耗的问题,提出了一种在钨工具电极侧壁实时生成绝缘层的方法。为了实现该方法,设计了正负电压、占空比均独立可调的双极性脉冲电解电源。该电路使用两路MOSFET管对两独立直流电源进行控制,并使用STM32控制两路MOSFET管。实验结果表明,实际输出电压波形满足设计要求,输出电压频率在240 kHz以下时有较好的波形;选用1 mm钨棒为工具电极并使用正电压为12 V(占空比为20%),负电压为19 V(占空比为50%),正脉冲时间占总脉冲时间90%的双脉冲电源加工不锈钢,对比钨棒侧壁不绝缘的情况,其定域性得到明显改善。