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带冠整体叶轮数控展成电解加工阴极的设计

以简单形状的工具阴极按照计算机指令做复杂展成运动的数控展成电解加工 ,是综合数控加工和电解加工两者优点的新型加工技术 ,特别适于工作在高温、高压、高转速条件下的整体叶轮加工。阴极设计是数控展成电解加工技术中的重要内容。如图 1所示 ,带冠整体叶轮由于存在“冠”状结构 ,使叶间通道径向由敞开变为半封闭 ,其等截面叶片型面既不能用数控铣削加工 ,也无法用电解套料工艺成形 ;目前世界各国都只能采用电火花加工作为主流工艺 ,但存在加工周期长、电极损耗大、生产率低、加工成本高的问题。这里提出一种创新工艺方案 :先由数控展成电解工艺加工叶间预通道 ,留下一定余量再进行电火花精加工。该方案改善了电火花加工的工艺条件 ,可大大提高效率、减少电极损耗、降低生产费用 ,并有利于提高叶片型面精度。采用数控展成电解加工 ,其阴极设计有别于通常的电解加工 ,结合图 1所示带冠整体叶轮等截面叶片叶间预通道的试验加工 ,介绍阴极的实用设计方法。   (a) ...  (本文共4页) 阅读全文>>

南京航空航天大学
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整体叶轮叶片型面数控电解精加工的若干关键技术研究

电解加工是整体叶轮的重要加工方法之一,现有的数控展成方法主要适用于直纹面或扭曲度不大的整体叶轮叶片加工,若用于自由曲面叶片整体叶轮加工,则加工误差较大。课题针对自由曲面整体叶轮叶片的加工难题,以提高叶片加工精度、加工稳定性和工作效率为研究目的,对整体叶轮叶片电解加工中的加工工艺、成形规律、阴极设计、加工路径规划、加工参数选择、加工过程故障诊断以及数字化制造等关键技术开展了研究。首先,开展了自由曲面整体叶轮电解加工工艺研究,提出了适用于自由曲面整体叶轮叶片加工的组合电解加工工艺,该工艺将叶片加工分为叶间通道加工、叶片精加工等多道工序,采用不同的加工方法满足自由曲面叶片加工要求。在叶间通道加工中采用了分步分区加工方法,并以φ600mm压气机叶轮为试验对象进行了试验,对叶间通道的加工方法进行了验证。以φ240mm整体涡轮为试验对象开展了自由曲面叶片精加工工艺试验,设计了开式叶片成形阴极电解精加工装置,采用脉冲电源和加工参数优化实现了小...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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大型整体叶轮数控电解加工的阴极设计及工艺试验

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...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

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闭式整体叶轮数控电解加工工艺试验研究

数控组合电加工是一项将数控电解加工与数控电火花加工有机结合的新型工艺技术,既拥有数控电解加工的高效率,又拥有数控电火花加工的高精度、高稳定性,使得该技术在闭式整体叶轮的加工中发挥了独特的作用,越来越多地应用于具有复杂型面、封闭结构的叶轮加工。其中,数控电解加工成为提高闭式整体叶轮组合电加工的加工效率,降低生产成本的关键工艺。本文以某型三元流闭式整体叶轮为研究对象,开展了数控电解加工工艺试验研究,具体研究内容如下:1)通过三元流闭式整体叶轮的三维造型,对其叶间气流通道进行分析,提出了多阴极组合数控电解加工方案,并根据此方案设计出阴极及其运动轨迹。2)在电解加工仿真工具上,进行了加工过程仿真,检验阴极型面及其运动轨迹是否符合设计需求,加工过程是否产生干涉。通过电解加工过程仿真,对阴极及其运动轨迹进行修正,减少了试验反复次数,缩短了工艺准备时间。3)通过一系列工艺试验优选加工工艺参数,并对阴极型面进行优化处理,使其符合实际加工应用。针...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

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大直径整体叶轮数控电解加工技术研究

数控电解加工技术是一种将数控技术和电解技术相结合的新型制造技术,它既有数控加工的柔性,又具有一般电解加工的优点,它通过利用简单形状的阴极做展成运动,有效的解决难切削材料零件复杂型面的加工难题。该技术通过多年的研究和试验,日趋成熟。本文在前期研究及应用成果的基础上,以数控电解加工大直径整体叶轮叶间通道及叶片精加工为研究对象,进行了工艺试验研究。本文以数控电解加工大直径整体叶轮叶间通道、精加工叶片型面为目标,对给定的叶片型面数据点云,利用双三次B样条(B-Spline)曲面,建造整体叶轮三维几何模型。同时以此为基础,讨论了阴极设计、工件偏心装夹时各轴运动量的计算及数控电解加工程序编制;并且对由阴极加工刃边宽度、叶片型面扭曲而导致的过切进行了讨论并提出了解决方案。利用设计的阴极进行了脉冲电流电解加工与直流电解加工试验,对试验中出现的亮斑问题进行了讨论,同时根据试验结果分析,提出利用脉冲电流数控电解加工技术精加工叶片型面。同时针对阴极设...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

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整体构件高效、快捷数控电解加工的应用研究

在新型航空、航天发动机及其它机械产品中,整体结构件的应用越来越多,但是因为结构复杂,且多采用难切削材料,加工难度大、效率低,有的甚至现有技术还不能加工。因此,整体构件的高效、快捷加工技术一直是国际上先进制造技术领域研究的热点之一,也是各个工业大国的核心技术之一。数控电解加工是一项将数控技术与电解加工技术集成的新工艺技术,在整体构件的加工中发挥了独特的作用,越来越多应用于具有复杂型面、异形型腔的整体构件加工。但是,相对于数控切削加工,数控电解加工的工艺准备过程繁琐、周期较长,制约了其快速响应能力的发挥;而相对于拷贝式电解加工,数控电解加工有多种不同的阴极结构和对应的数控运动方案可供选择,而方案的选择又可能对加工效率产生很大的影响。为提高数控电解加工的加工效率和快速响应能力,基于课题组前期相关研究成果,结合整体构件加工的特点,本文对工具阴极和数控运动设计方法,以及不同数控运动方式对加工效率的影响等问题进行了研究,力求缩短工艺准备时间...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>