整体叶盘叶栅通道电解加工流场分析及其试验研究

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在航空航天领域,为了提高发动机的性能,越来越多地采用整体叶盘这一新型零部件,其叶片数量多、造型复杂、叶片扭曲、叶间通道狭窄,多采用难加工材料,制造非常困难。整体叶盘电解加工工艺方案涉及叶栅通道开槽粗加工和叶片成形精加工等工序,其中绝大部分材料去除量是在粗加工通道的过程中完成的,叶栅通道加工质量对后续叶片型面精加工有着很大的影响,因此叶栅通道开槽加工是整体叶盘电解加工的重要环节。   本文以开式整体叶盘叶栅通道为研究对象,围绕如何保证电解加工过程的稳定性和加工质量,开展了以下工作:   1、在前期搭建的整体叶盘叶栅通道电解加工工艺系统基础上,设计并制造了叶栅通道电解加工工装夹具及设备,并在这些工装夹具及设备上开展工艺试验研究。   2、根据整体叶盘叶栅通道电解加工流场的特点,设计了阴极的不同电解液出液口布局,并通过有限元方法对不同结构阴极的流场进行了仿真计算。仿真结果表明,三排孔、孔间距变化的阴极流场较为均匀稳定。最后进行实际加工试验对仿真结果进行了验证。   3、进行了整体叶盘叶栅通道电解加工工艺的基础试验研究。分析了电解液组成、电流密度、电解液流场和加工进给速度等对加工稳定性和加工质量的影响。最后利用优化后的参数试加工了某型航空发动机的整体叶盘,加工过程稳定,加工质量好、加工效率高,达到了预期效果。
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