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数控展成电解加工整体叶轮的研究与应用

数控展成电解加工充分发挥数控技术和电解加工的优点 ,通过软件编程来替代复杂的阴极设计 ,加工过程中工具阴极无损耗、无切削力 ,特别适合工作在高温、高压、高转速条件下的叶轮类整体零件的加工[1] 。在加工整体叶轮时 ,考虑电解加工的特点和简化运动的因素 ,展成运动由工件和阴极刀具两者共同完成 ,由两者的相对运动轨迹形成直纹面。图 1显示为机床运动分配情况。通过实验 ,确定了阴极刀具只做 Z向匀速运动 ,工作台做转动 Cw 和 X,Y方向的平动 ,这是考虑到电解液由阴极刀具中喷出 ,阴极运动简单有助于电解液流场的稳定性。通过运动分解 ,简化计算的复杂性。完成各轴运动位移的计算后 ,再由虚轴进行映射 ,实现各轴之间运动位移及运动速度的关联 ,从而完成叶轮型面的加工。X,Y,Z,Cw四轴联动可实现平行直纹面的加工。1 曲面处理及数控编程叶轮的叶片型面数据通常根据空气动力学或流体力学原理经过复杂计算及试验修正而得到 ,图 1 机床运动分布...  (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>>

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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>>