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精密展成电解加工整体叶轮的阴极设计

1 引言数控展成电解加工是指用形状简单的工具阴极按照计算机数控指令做型面展成运动而电解加工出复杂的型面 ,它既具有数控加工的柔性 (即可通过编程来代替复杂的成形阴极设计及制造 ) ,又具有电解加工的优点 (如效率高、表面质量好、工具阴极无损耗、无宏观切削力以及可加工各种难切削金属材料等 ) ,因而特别适于加工由高温耐热合金制成的各类整体叶轮。其中 ,工具阴极的设计是数控展成电解加工整体叶轮的重要内容。考虑到叶片型面的精加工是在叶间通道切出后进行的 ,因此在文献 [1]中介绍的那种出液口位于底板的阴极不再适用。本文将结合图 1所示的某整体叶轮 ,介绍精加工叶盆面用的内喷式阴极的设计 (精加工叶背面用的阴极的设计方法与此类似 )。图 1 整体叶轮  2 阴极设计2 .1 结构设计由于阴极是在叶轮的叶间通道内做展成运动 ,因而其形状主要取决于叶间通道的特点。图 2所示为靠近叶轮根圆的叶间通道Yn 截面和靠近叶轮顶圆的Y1截面 ,由图 ...  (本文共3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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大扭曲叶片整体涡轮数控电解加工关键工艺的研究

由于数控展成电解加工技术既具有一般电解加工的优点,又具有数控加工的柔性,所以能有效解决难切削材料零件上复杂型面的加工难题。经过多年的深入研究和大量的工艺试验,该技术已经在整体涡轮的开槽加工方面取得了重要进展。本文在前期研究的基础上,对大扭曲整体涡轮的开槽加工进行了深入的研究。本文首先介绍了数控展成电解加工和整体涡轮的特点及其应用情况,并分类阐述了整体涡轮的现代加工技术,通过比较分析各自的优缺点,肯定了数控展成电解加工技术在加工大扭曲整体涡轮中的积极作用。针对本文研究的整体涡轮,要设计一套合理的工艺方案就必须对整体涡轮的几何结构进行深入的研究。本文应用曲面功能强大的UG软件,完成了整体涡轮的三维造型,并在此基础上分析整体涡轮的几何特征以及由此带来的加工难点。针对加工难点,在前期研究的基础上,设计了加工工艺方案,并进行了必要的理论计算。主要内容为:通过修正阴极的尺寸、形状来减小加工过程中发生短路的危险;采用阴极附加平动的方案解决整体...  (本文共76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>>

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整体叶轮数控电解加工的计算机仿真及试验验证

数控展成电解加工技术是一种将数控技术和电解加工技术相结合的新型制造技术,主要以难切削材料、复杂型面零件的加工为应用对象。该技术通过多年的研究和试验,日趋成熟。但由于电解加工影响因素众多、准备时间长等不利因素影响了它的发展和应用。随着计算机技术的发展,计算机仿真在各个领域得到了广泛的应用,在加工制造领域,加工仿真技术大大缩短产品的开发周期、降低生产成本,也促进先进制造技术的发展。本文以某型整体叶轮数控展成电解加工为例,研究将加工仿真技术应用于数控展成电解加工,以缩短生产准备时间、降低成本,提高数控展成电解加工的适用性,使其更加适应先进制造技术的发展,更好地发挥其特有的优点。本文简要介绍了整体叶轮数控展成电解加工工艺,使用Unigraphics(UG)软件进行实体建模,研究通过在UG平台上的二次开发实现整体叶轮数控展成电解加工的运动仿真,检查数控代码和运动轨迹,检测工件与阴极间的间隙以及判断是否发生碰撞干涉,并实现去除材料的加工模拟...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>