大尺寸变截面燃气导管电化学加工的阴极工装优化设计

发布时间：2018-03-25 20:06

  本文选题：燃气导管　切入点：电解加工　出处：《合肥工业大学》2016年硕士论文

【摘要】：燃气导管是火箭发动机推力室中的重要零件,为变截面弯管结构。为了兼顾结构质量和强度,燃气导管由内、外两个半管焊接而成。工件材料为高温合金,其强度高,硬度大,机械加工性能差,使用硬质合金刀具、陶瓷刀具或PCBN刀具亦难以加工,传统的机械加工难以完成加工任务。因此,本课题选用电解加工的方法,并设计出一套专用的阴极工装夹具来完成燃气导管的加工。本文基于COMSOL Mutiphysics仿真软件,根据电解加工的相关工艺模拟燃气导管的电解加工过程,并根据仿真结果对阴极的型面进行迭代修正。基于ANSYS FLUENT软件对内外半管加工区域的流场进行仿真分析,根据分析及试验结果设计阴极进出液结构,保证了流场的均匀性。基于ANSYS Workbench平台,对阴极工装夹具进行有限元分析和参数化设计,完成了阴极形状、尺寸的最优设计。以卧式电解加工机床DJK3235为试验平台,搭建了工艺系统,用等间隙设计的阴极和基于实际电场分布设计的阴极分别进行工艺试验。试验也验证了工装密封装置的可行性。
[Abstract]:Gas pipe is an important part in the thrust chamber of rocket engine, which is the structure of curved pipe with variable cross section. In order to give consideration to the quality and strength of the structure, the gas pipe is welded by two half tubes inside and outside. The workpiece is made of high temperature alloy with high strength and high hardness. The machining performance is poor, the use of cemented carbide tools, ceramic tools or PCBN tools are also difficult to process, traditional machining is difficult to complete the processing task. A set of special cathode fixture is designed to finish the machining of gas pipe. Based on COMSOL Mutiphysics simulation software, this paper simulates the process of ECM according to the related technology of ECM. According to the simulation results, the surface of the cathode is modified iteratively. The flow field in the inner and outer half tube machining area is simulated and analyzed based on ANSYS FLUENT software. According to the analysis and test results, the structure of the cathode inlet and outlet fluid is designed. Based on the ANSYS Workbench platform, the finite element analysis and parameterized design of cathode fixture are carried out, and the optimum design of cathode shape and dimension is completed. The horizontal ECM machine tool DJK3235 is used as the test platform. The process system was set up and the process tests were carried out by using the cathode designed with equal gap and the cathode designed based on the actual electric field distribution. The feasibility of the sealing device was also verified by the experiment.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V463

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本文编号：1664660