【摘 要】
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发动机叶片气膜孔电火花加工后,内表面出现尖角,存在应力集中现象。针对航空发动机气膜孔加工存在的内表面尖角去除困难的现状,提出脉冲电化学倒圆角加工方法,为尖角处应力集中问题提供了解决途径和方法。考虑到发动机叶片比较昂贵,不能直接在叶片上进行实验研究,以电火花成形的孔径为0.7mm的60°斜孔样板作为研究对象进行研究。分析了加工电压、加工时间、加工间隙、电极裸露长度和加工深度对斜孔内出口倒角现象的影响
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发动机叶片气膜孔电火花加工后,内表面出现尖角,存在应力集中现象。针对航空发动机气膜孔加工存在的内表面尖角去除困难的现状,提出脉冲电化学倒圆角加工方法,为尖角处应力集中问题提供了解决途径和方法。考虑到发动机叶片比较昂贵,不能直接在叶片上进行实验研究,以电火花成形的孔径为0.7mm的60°斜孔样板作为研究对象进行研究。分析了加工电压、加工时间、加工间隙、电极裸露长度和加工深度对斜孔内出口倒角现象的影响。建立了在脉冲电流作用下对斜孔内壁尖角去除的数学模型,利用COMSOL二维仿真模拟了尖角电化学倒圆的过程,研究了加工区域的流速分布、电流密度分布和温度分布。在外加电场作用下,对管电极的不同形状绝缘层的耐久度进行了研究。分析了电极下降位置和电极露出长度之间的关系对圆角的影响,保证电极下降深度和电极露出长度的差值在3.8mm～4.2mm之间可实现尖角倒圆,在其他条件不变的情况下,电极下降位置的和电极露出长度呈反比。此外还进行了加工电压、加工间隙和加工时间对圆角影响的单因素实验。选取电极露出长度为1.4mm、下降位置为5.2mm、电压为13V、加工间隙为0.01mm,加工时间为60s,在高温合金材料的斜孔内壁尖角上成功加工出半径为0.1mm的圆角,斜孔表面尖角位置扩大了0.356mm。
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