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近年来,随着航空航天和能源领域研究的不断发展,整体叶轮与叶盘、整体带冠涡轮盘、整体闭式叶轮的应用越来越广泛。这些关键零部件采用复杂的整体结构,重量大大减轻,强度大大增加,它们的可靠性和效率也大幅提升,岂不是采用耐高温、耐腐蚀的特殊材料,这些特性也同时使其加工制造成为当今世界制造领域的难题。许多国家都开始在闭式整体叶轮的整体制造投入了大量预算,期望能够早日突破整体制造加工的关键技术。 电火花加工(EDM)的原理及加工特点正好适合形状复杂和材料耐高温、耐磨蚀的零件的精密加工,已成为闭式整体叶轮制造加工最有效的方法之一。通过查阅大量的国内外文献,了解了闭式整体叶轮电火花加工技术在国内外的发展现状,以及电火花加工基本原理、加工特点和加工工艺规律。 本文针对闭式整体叶轮复杂的结构特点,以及其整体制造加工的难点,提出了一种适合闭式整体叶轮的电火花加工制造方案,依托数字化设计与制造重点实验室,比较高效的完成了闭式整体叶轮的加工工艺难点。 首先,根据已有的图纸建立闭式整体叶轮的数字化三维模型,分析其复杂腔室的特点及整体加工的难点,有针对性的提出适合自身整体加工的电火花加工工艺方案;对其腔室进行原则性拆分,优化设计工具电极和电极加工轨迹,制定相应的电火花加工工艺路线。 然后,对不同材料的电极进行加工实验,分析不同电极材料的电火花加工特点,针对闭式整体叶轮的技术要求,依照电火花加工的基本原理,以及影响加工质量的主要参数,合理分配粗、精加工的余量值、电参数及其它加工参数。 最后,在相关理论及加工实验的基础上,制造加工闭式整体叶轮。通过工艺实验和实际制造加工,对工艺参数的选择、夹具的安装定位、电极精确对刀及加工结果的数字化检测等关键问题进行分析研究。最终加工出的闭式整体叶轮经几何测量,符合图纸的设计要求。