【摘要】：以復(fù)雜結(jié)構(gòu)擴(kuò)壓器為代表的葉片式整體構(gòu)件是航空發(fā)動機(jī)的核心部件之一,其氣動效率高,可靠性好,應(yīng)用越來越廣泛。但是其通道狹窄、葉形扭曲、葉形方向復(fù)雜且葉片較薄,加工難度大,給制造技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)。電解加工技術(shù)具有加工效率高、工具無損耗、加工表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),已成為航空發(fā)動機(jī)葉片式整體構(gòu)件的重要加工方法之一。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)擴(kuò)壓器扭曲的葉柵通道的電解加工而言,旋轉(zhuǎn)進(jìn)給電解加工成為其加工方案的首選,然而針對其復(fù)雜的葉形方向,如何尋找合適的刀具方向與旋轉(zhuǎn)角度,則成為工具陰極軌跡優(yōu)化過程中主要考慮的問題。此外,電化學(xué)加工過程中,電解液對材料的電化學(xué)溶解行為的影響,也是電解加工過程中必須要研究的問題。本文針對復(fù)雜擴(kuò)壓器葉柵通道電解加工的軌跡優(yōu)化問題和擴(kuò)壓器材料的電化學(xué)溶解特性問題開展了研究,主要工作如下:(1)分析復(fù)雜擴(kuò)壓器葉形扭曲、通道狹窄等特點(diǎn),采用了旋轉(zhuǎn)進(jìn)給電解加工方式;為了尋找合適的進(jìn)給方向、進(jìn)給深度以及旋轉(zhuǎn)角度等工具運(yùn)動軌跡問題,設(shè)計了粒子群算法,并用粒子群算法得到了一組陰極運(yùn)動軌跡的優(yōu)化解;根據(jù)所求得的進(jìn)給方向,提取陰極端面邊界曲線,并以最小化余量差為目的,細(xì)化了陰極在不同進(jìn)給深度處的旋轉(zhuǎn)角度。(2)以電化學(xué)工作站為測試儀器,研究了1Cr11Ni2W2MoV在NaCl水溶液與NaNO_3水溶液兩種典型電解液中的極化特性與電化學(xué)交流阻抗譜,分析了在NaNO_3中的鈍化行為,最終選擇NaNO_3水溶液作為電解液;研究了1Cr11Ni2W2MoV在不同濃度NaNO_3水溶液中的極化特性與交流阻抗譜,討論了高濃度NaNO_3水溶液對1Cr11Ni2W2MoV鈍化膜和極化電流上升速率的影響,為選擇高濃度NaNO_3水溶液提供理論依據(jù);對不同溫度下的擴(kuò)壓器材料的極化特性開展了測試與分析,為控制電解液溫度提供理論依據(jù)。(3)針對復(fù)雜擴(kuò)壓器,設(shè)計并采用旋轉(zhuǎn)進(jìn)給電解加工夾具,進(jìn)行了擴(kuò)壓器電解加工工藝試驗,結(jié)果表明,通過軌跡優(yōu)化得到的陰極進(jìn)給位置、進(jìn)給方向以及旋轉(zhuǎn)角度,能夠加工出葉盆、葉背余量較為均勻的葉柵通道。開展了側(cè)面完全絕緣陰極在0.8 mm/min與1 mm/min進(jìn)給速度下的工藝試驗,結(jié)果表明在0.8 mm/min的進(jìn)給速度下能夠加工出合格的葉柵通道,而1 mm/min進(jìn)給速度會導(dǎo)致陰極與輪轂燒傷;采用側(cè)面不絕緣寬度為1 mm的工具陰極開展了試驗研究,這種陰極能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給速度為1 mm/min葉柵通道電解加工,并加工出了合格的葉柵通道,最后采用該陰極穩(wěn)定地加工出了擴(kuò)壓器所有的葉柵通道,試驗結(jié)果有助于實現(xiàn)復(fù)雜擴(kuò)壓器葉型的后續(xù)精密電解加工。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V263;TG662

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