本文關(guān)鍵詞：高溫鎳基合金冷卻孔電解加工基礎(chǔ)工藝試驗(yàn)研究

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【摘要】：近年來,電解加工技術(shù)不斷發(fā)展、改進(jìn)和優(yōu)化,電解加工工藝在精密制造領(lǐng)域已經(jīng)得到了重要的發(fā)展和應(yīng)用,尤其是代表性技術(shù)——管電極電解加工工藝,已經(jīng)成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻孔加工領(lǐng)域重要的加工工藝。本文主要完成了以下幾方面的研究:(1)對(duì)比分析了幾種航空發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻孔常用加工工藝的優(yōu)缺點(diǎn),尤其介紹了電解加工冷卻孔的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題,并對(duì)管電極電解加工冷卻孔相關(guān)工藝?yán)碚撟龀隽岁U述。(2)基于電解加工的重要工藝因素,根據(jù)管電極電解加工的特點(diǎn),主要從加工電壓、電解液濃度和電極進(jìn)給速度三個(gè)方面設(shè)計(jì)了冷卻孔電解加工試驗(yàn),通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的監(jiān)測分析,確定了上述工藝因素對(duì)管電極電解加工冷卻孔的加工穩(wěn)定性、加工精度和加工效率的影響規(guī)律。(3)利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD軟件(Fluent)分析了不同工藝條件下電解加工區(qū)域內(nèi)流體速度場和渦流分布情況,探討了加工電壓、電解液濃度和電極進(jìn)給速度與電解加工流場中速度場和渦流分布的基本關(guān)系。(4)基于CFD分析結(jié)果,對(duì)試驗(yàn)參數(shù)做出調(diào)整并進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化試驗(yàn)。通過對(duì)多組基礎(chǔ)試驗(yàn)和優(yōu)化試驗(yàn)的監(jiān)測分析,得出了最優(yōu)工藝參數(shù):當(dāng)電極進(jìn)給速度為0.36mm/min時(shí),選用9V加工電壓和濃度7%的電解液;當(dāng)電極進(jìn)給速度為0.48mm/min時(shí),選用9V加工電壓和濃度9%的電解液;當(dāng)電極進(jìn)給速度為0.60mm/min時(shí),選用9V加工電壓和濃度13%的電解液。以上三組優(yōu)化試驗(yàn)加工穩(wěn)定性好,單邊間隙均小于150μm,同時(shí)加工蝕除率也較高。(5)研究了電解液添加劑-檸檬酸鈉(Na3C6H5O7)對(duì)電解加工過程的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)電解液適當(dāng)添加檸檬酸鈉可以有效地提高電解加工的加工穩(wěn)定性、表面質(zhì)量和加工精度。
【關(guān)鍵詞】：高溫鎳基合金 管電極 電解加工 渦輪葉片 冷卻孔 CFD
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG662
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的研究背景及意義8-10
• 1.2 冷卻孔常用加工工藝10-14
• 1.2.1 機(jī)械加工10-11
• 1.2.2 電火花加工11-12
• 1.2.3 激光加工12-13
• 1.2.4 電解加工13-14
• 1.3 冷卻孔電解加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題來源與主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 電解加工基礎(chǔ)理論分析16-26
• 2.1 管電極電解加工的基本原理16
• 2.2 電解加工的基礎(chǔ)理論16-22
• 2.2.1 法拉第定律16-18
• 2.2.2 金屬/ 溶液界面雙電層理論和電極反應(yīng)18-21
• 2.2.3 外電場作用下陽極極化曲線及其特征21-22
• 2.3 電解加工的加工間隙22-24
• 2.4 電解加工的工藝參數(shù)24-25
• 2.4.1 加工電壓對(duì)電解加工的影響24
• 2.4.2 電解液對(duì)電解加工的影響24-25
• 2.4.3 電極進(jìn)給速度對(duì)電解加工的影響25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 管電極電解加工冷卻孔基礎(chǔ)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究26-45
• 3.1 管電極電解加工冷卻孔試驗(yàn)準(zhǔn)備26-32
• 3.1.1 管電極電解加工機(jī)床26-28
• 3.1.2 工件材料和管電極絕緣處理28-29
• 3.1.3 電解液和加工電源29-32
• 3.2 性能表征方法32-33
• 3.3 管電極電解加工冷卻孔試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 3.4 管電極電解加工冷卻孔試驗(yàn)結(jié)果分析34-44
• 3.4.1 加工電壓35-38
• 3.4.2 電解液濃度38-41
• 3.4.3 電極進(jìn)給速度41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 管電極電解加工冷卻孔流體力學(xué)機(jī)理與CFD分析45-66
• 4.1 流體力學(xué)機(jī)理和CFD基本物理定律45-47
• 4.2 前期基礎(chǔ)工藝試驗(yàn)出現(xiàn)的加工問題47-48
• 4.3 冷卻孔電解加工CFD分析模型的建立48-50
• 4.3.1 實(shí)體模型和C FD分析模型的建立48-50
• 4.4 建模過程與結(jié)果分析50-65
• 4.4.1 加工電壓對(duì)速度場和渦流分布的影響52-56
• 4.4.2 電解液濃度對(duì)速度場和渦流分布的影響56-60
• 4.4.3 進(jìn)給速度對(duì)速度場和渦流分布的影響60-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 管電極電解加工冷卻孔優(yōu)化試驗(yàn)66-72
• 5.1 結(jié)合基礎(chǔ)試驗(yàn)和CFD分析優(yōu)化試驗(yàn)66
• 5.2 優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析66-67
• 5.3 添加劑- 檸檬酸鈉的影響67-71
• 5.3.1 檸檬酸鈉對(duì)加工穩(wěn)定性的影響68-69
• 5.3.2 檸檬酸鈉對(duì)表面質(zhì)量的影響69-70
• 5.3.3 檸檬酸鈉對(duì)單邊間隙的影響70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文工作總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 在讀期間的研究成果78-79
• 致謝79

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