隨著制造業(yè)迅速發(fā)展,人們對(duì)航空航天、汽車制造、生物醫(yī)藥等方面的不斷探索,各類難加工材料、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型腔型面各異的整體構(gòu)件不斷出現(xiàn),電解加工方法已經(jīng)成為加工這些難切削材料、復(fù)雜型腔和型面構(gòu)件的主要加工方法之一,電解加工這類構(gòu)件機(jī)理仍在不斷深入研究,電解加工精度仍需有待提高。電解加工是一種不與工件接觸而去除材料的加工方法,加工區(qū)域間隙是整個(gè)電解加工中研究的重點(diǎn),已知加工間隙是處于多個(gè)物理場(chǎng)綜合影響下,包括電場(chǎng)、流場(chǎng)和磁場(chǎng)三者相互耦合影響,針對(duì)加工間隙流場(chǎng)特性規(guī)律的研究,一定會(huì)有助于提高電解加工成型理論和加工精度�；谡w葉盤葉柵通道的加工區(qū)域間隙流場(chǎng)特性分析與研究,搭建了復(fù)合進(jìn)給電解加工機(jī)床試驗(yàn)臺(tái),利用三維軟件建立該復(fù)雜型腔流場(chǎng)幾何模型,結(jié)合電解加工夾具和陰極形狀,對(duì)流場(chǎng)模型進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,得出了提高電解加工流場(chǎng)穩(wěn)定性和工件表面質(zhì)量的措施,提出了優(yōu)化穩(wěn)定電解加工流場(chǎng)和高效精密制造的設(shè)計(jì)目標(biāo)。結(jié)合Fluent等CFD軟件,基于改進(jìn)前后的流場(chǎng)模型進(jìn)行有效的靜態(tài)特性分析,為夾具和陰極設(shè)計(jì)等提供一定的理論支持,采用Fluent動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),對(duì)流場(chǎng)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,得出了以最接近真實(shí)狀況模擬電解加工中內(nèi)部流場(chǎng)特性,對(duì)夾具與陰極的改進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)證分析,改進(jìn)后的工裝夾具和陰極的結(jié)構(gòu)更加合理可行,經(jīng)流場(chǎng)分析驗(yàn)證表明:用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)分析展現(xiàn)了電解加工過(guò)程內(nèi)部流場(chǎng)的規(guī)律特性,添加導(dǎo)流圓角和陰極內(nèi)縮能有效穩(wěn)定流場(chǎng),提升電解加工區(qū)域的流速,提高加工精度和效率。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG662
【部分圖文】：

用金屬工件作陽(yáng)極所發(fā)生的電化學(xué)溶蝕進(jìn)行加工的方法，利用單一電解作用稱為??電解加工。在電解加工中，以工具電極將工件加工成所要求的尺寸和精度要求的成??形零件，如圖１所示為電解加工示意圖。加工時(shí)，刀具是陰極，被加工工件毛坯??是陽(yáng)極，低電壓、大電流的情況下進(jìn)行電解，兩者之間施加直流或脈沖電壓（８Ｖ－??２４Ｖ），以加壓形式Ｃ０．２－ｌ．２ＭＰａ）讓電解液高速循環(huán)流過(guò)電極與工件毛坯之間，帶??走電解產(chǎn)物和熱量并能及時(shí)補(bǔ)充過(guò)濾后的電解液。電機(jī)驅(qū)動(dòng)工具電極不斷進(jìn)給，工??件毛坯的材料不斷被蝕除溶解，將陰極的形狀“復(fù)制”給工件，直到加工出符合要??求的零件［１８＿２２］。??￣￣Ｖ｛ａＨ???源?＿ＪＬ————＿?？?工件??—一？—１?離心泵???Ｉ＿過(guò)濾器電解液??［Ｉｆ?ｖ??ｓｓｓｓｎｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｎｓｓ％??ｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓ??ｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓｓ??＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞＞??＞?＞＞＞?＞?＞＞＊＞?＞?＞＞?＞?＞?＞＞＞＞＞＞＞??圖１電解加工示意圖??Ｆｉｇ．ｌ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｍａｃｈｉｎｉｎｇ??－４?－??

線專門為ＧＥ、羅羅和Ｐ＆Ｗ等公司電解加工航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體機(jī)匣、整體葉盤等復(fù)??雜結(jié)構(gòu)件［３３］。??如圖２所示，整體葉盤是先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中一種典型的整體結(jié)構(gòu)部件，它??將葉片和葉盤做成一體，去除了連接葉盤的榫頭、榫槽和鎖緊裝置，避免了榫頭氣??流損失、簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)和降低了零件數(shù)量，大幅提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率、推重比和??可靠性［３４］。美國(guó)Ｓｅｒｍａｔｅｃｈ制造公司采用電解加工技術(shù)，為ＧＥ公司生產(chǎn)加工飛機(jī)??渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)零件，同時(shí)該公司指出，相比較于傳統(tǒng)數(shù)控銑削方法，利用電解加工的??整體葉盤尺寸誤差降低了?８％［３５］。在微電化學(xué)加工中，工具電極周圍產(chǎn)生氣體膜放??電，對(duì)加工質(zhì)量和效率影響很大，目前已能運(yùn)用高速攝像機(jī)觀測(cè)工具電極上形成的??氣膜，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步揭示了電化學(xué)反應(yīng)中氣膜的特性。??ａ．整體葉盤?ｂ．?ＰＥＣＭ－ＰＴＳ?２５００機(jī)床??圖２整體葉盤和ＰＥＣＭ－ＰＴＳ?２５００機(jī)床??Ｆｉｇ．?２?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｄｉｓｃ?ａｎｄ?ＰＥＣＭ－ＰＴＳ?２５００?ｍａｃｈｉｎｅ?ｔｏｏｌｓ??在國(guó)內(nèi)

綜合電解加工需要，主要包括機(jī)床本體、電源系統(tǒng)、電解液系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。??這四個(gè)系統(tǒng)既相互對(duì)獨(dú)立，又相互統(tǒng)一，只有以最優(yōu)的方式有機(jī)結(jié)合，才能滿足開??展電解加工研宄技術(shù)指標(biāo)的要求。圖４所示是電解加工試驗(yàn)裝置構(gòu)成圖。??整體葉盤復(fù)雜型腔電解加工系統(tǒng)??ｉ、??電源系統(tǒng)?機(jī)床本體?電解液系統(tǒng)??＿＿＿＿＿?――?￣￣“二－參—?？??短路保護(hù)?工藝裝備?壓力和溫度??圖４電解加工試驗(yàn)臺(tái)組成圖??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ?ｍａｃｈｉｎｉｎｇ?ｔｅｓｔ－ｂｅｄ??２．１．２試驗(yàn)裝置工作原理??機(jī)床本體是電解加工試驗(yàn)的主要工作核心，設(shè)計(jì)時(shí)即要考慮電解獨(dú)有特性，如??提高機(jī)床的耐腐蝕性、剛性、高精度、安全易操作等問題也要考慮，能易于實(shí)現(xiàn)搭??－１１?－??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862185