旋印电解加工技术的基础研究

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航空发动机机匣零件是一种难加工材料的复杂型面薄壁回转体工件,作为发动机的核心零部件,其加工技术一直是航空发动机制造的关键。常规机械加工过程中存在薄壁零件易变形、刀具费用高、加工效率低等诸多问题,电解加工方法因其高效、无热变形、加工表面无应力、不受材料强度及硬度限制等优点,备注发动机制造领域的青睐。本文采用旋印电解的加工方法,针对高温合金回转体工件的表面凸台为加工对象,研究复杂型面回转体工件的加工方法。  为研究凸台轮廓成形规律,首先进行了基于电场的旋印电解加工成形仿真。使用APDL参数化设计语言进行加工过程的有限元仿真,模拟非屏蔽式工件阳极和局部屏蔽式工件阳极加工的成形过程,对阳极凸台的成形轮廓进行计算预测,明确了凸台成形规律,为工艺的试验开展提供了理论指导。  分别采用非屏蔽式工件阳极和局部屏蔽式工件阳极进行电解加工试验,分析了加工电压、电解液浓度、径向进给速度等因素对加工效果的影响。试验表明:采用局部屏蔽式工件阳极,可以有效地抑制凸台表面的杂散腐蚀现象,改善凸台边缘的成形轮廓,使凸台边缘轮廓更加分明。  综合考虑机床刚性、加工精度、防护密封性、操作方便性,设计了一台框式龙门结构的电解机床。机床的运动系统布局采用上下两个主轴的布置,上方主轴装夹工具阴极,可以完成X方向及Z方向的进给运动,还可以绕Y轴方向做正负90°的旋转运动,下方主轴装夹工件,穿过机床的工作台布置。  
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