整体叶盘型面电解加工组合式阴极设计与试验研究

发布时间：2017-12-06 00:23

  本文关键词：整体叶盘型面电解加工组合式阴极设计与试验研究

  更多相关文章： 整体叶盘 电解加工 阴极设计 阴极修正

【摘要】：整体叶盘作为航空发动机的核心部件,其性能优劣直接影响航空发动机的性能。整体叶盘把发动机叶片和轮盘设计成一个整体,减少了零件数量、减轻了重量,使发动机性能与可靠性显著提升。然而整体叶盘的叶片型面扭曲、叶栅通道狭窄、材料切削难切削,其制造非常困难。电解加工具有加工效率高,表面质量好、工具无损耗、无加工残余应力、加工与材料力学性能无关等优点,已经成为航空发动机整体叶盘的主要制造方法之一。在电解加工中,阳极工件的形状是由工具阴极形状保证的,因此阴极设计是整体叶盘型面电解加工技术的核心。本文以整体叶盘型面加工中组合式工具阴极为研究对象,研究阴极结构与型面设计方法,主要研究内容如下:(1)开展了整体叶盘组合式阴极刚性强化设计。针对整体叶盘电解加工中,工具阴极受狭窄的加工区空间限制,易发生空间干涉及受力变形等问题,开展组合式阴极刚性强化设计。基于工具阴极“直进直出”轨迹及阴极厚度最大化原则设计了叶栅通道内、外阴极结构。刚性强化设计后,受组合式阴极结构影响,叶盆、叶背阴极刚性分布不均,刚性较弱一方仍然会产生较大变形。(2)提出一种阴极组合结构优化方法。为了在有限的阴极刚性条件下,均匀叶盆、叶背阴极刚性分布,使组合式阴极的整体刚性得到提升,本文提出了一种阴极刚性优化方法,以叶盆、叶背阴极变形差为目标函数,通过有限元单向流固耦合分析法与黄金分割法获得了某整体叶盘组合式阴极的最优结构。(3)提出了工具阴极型面的设计修正一体化方法。该方法以恒采样点为基础,将工具阴极设计、加工误差测量、阴极型面修正统一到相同的采样点坐标下,并基于采样点的三维法线方向作为阴极设计、型面修正方向,将阴极型面的三维修正转化为离散的一维修正,显著提升了修正量的定位精度。以整体叶盘扇段件为对象,开展了工具阴极型面设计修正试验,仅一次修正就满足加工要求,试验结果表明新方法显著提升了阴极设计修正效率。(4)开展了整体叶盘电解加工试验。采用优化设计的工具阴极,在自行研制的整体叶盘型面电解加工系统上,开展整体叶盘电解加工试验,成功加工出符合设计图纸要求的整体叶盘试件,试验结果充分证明了本文研究成果的正确性与有效性。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG662

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郭晓红;电解加工在生产实际中的应用[J];矿山机械;2001年07期

2 徐家文 ,王建业 ,田继安;21世纪初电解加工的发展和应用[J];电加工与模具;2001年06期

3 范植坚,钟玲,李福援,陈林;基于电化学过程的电解加工间隙电场的研究[J];兵工学报;2003年04期

4 朱汉华,刘正林,丁彰雄,严新平;摆线形电解加工工具的设计[J];船海工程;2003年03期

5 章成军;电解加工原理及应用[J];现代车用动力;2003年02期

6 史先传,朱荻,李志永;三轴进给的叶片电解加工[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年07期

7 徐惠宇,朱荻,史先传;微细电解加工系统设计及实验研究[J];航空精密制造技术;2005年04期

8 李小海,赵万生,王振龙,李志勇,张勇;基于多功能加工平台的微细电解加工(英文)[J];纳米技术与精密工程;2005年01期

9 李志永;季画;;电解加工在微细制造技术中的应用研究[J];机械设计与制造;2006年06期

10 陈林;王天诚;范植坚;;型面电解加工复合磁场试验研究[J];西安工业大学学报;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 丁宇;;航天转子叶片的电解加工工艺研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年

2 范植坚;王岗罡;唐霖;王天诚;;磁场辅助电解加工装置的磁场设计和试验[A];陕西省机械工程学会特种加工分会第九届学术年会论文集[C];2010年

3 罗雪辉;;某型号螺旋浆轴阶梯孔电解加工探索[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年

4 李乃武;刘壮;张文豹;陈华清;;螺旋电极对微小孔电解加工深度的影响[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

5 陈延禧;;电解加工——一种特殊的电化学过程[A];第三届全国电加工学术会议论文选[C];1979年

6 张文绍;;电解加工运动状态下的成型规律[A];第五届全国电加工学术年会论文集（电解加工篇）[C];1986年

7 王建业;林苏文;;电解加工设备的技术改造问题[A];第五届全国电加工学术年会论文集（电解加工篇）[C];1986年

8 朱树敏;;电解加工十年[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年

9 朱树敏;;电解加工发展展望[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年

10 徐家文;王建业;田继安;杨占尧;刘延禄;朱树敏;;21世纪电解加工的发展和应用[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 中航工业制造所 程小元;精密振动电解[N];中国航空报;2014年

2 本报记者 胡启林;埃马克：以电解加工技术应对难加工材料[N];中国工业报;2013年

3 中航工业制造所 张明岐;在不断超越的道路上前行[N];中国航空报;2013年

4 本报通讯员 徐川 焦宏图 本报记者 谈洁;给火箭发动机穿上“无针孔”外衣[N];南京日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 徐正扬;发动机叶片精密电解加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

2 陈远龙;电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D];合肥工业大学;2000年

3 王明环;微细电解加工实验研究[D];南京航空航天大学;2007年

4 吴修娟;微纳电解加工基础研究[D];南京航空航天大学;2014年

5 孔全存;微细电解加工三电极脉冲电源及基础工艺研究[D];清华大学;2015年

6 马晓宇;阵列孔微细电解加工基础技术研究[D];清华大学;2010年

7 王希;电解加工间隙智能监控方法研究[D];南京航空航天大学;2006年

8 鲍怀谦;超纯水微细电解加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2006年

9 王蕾;发动机叶片高精度电解加工阴极设计系统及实验研究[D];南京航空航天大学;2006年

10 吴锐;整体构件高效、快捷数控电解加工的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 朱成康;微细螺旋孔电解加工成型仿真技术研究[D];浙江工业大学;2010年

2 戴一通;航空难加工材料精细电解加工机理及应用研究[D];沈阳航空航天大学;2012年

3 王贺宾;微细电解加工装备研制及其实验研究[D];广东工业大学;2012年

4 韦磊;管电极电解加工微小孔技术研究[D];大连理工大学;2013年

5 康保印;异形型腔电解加工成形规律的研究[D];西安工业大学;2015年

6 孙立力;某加速度计挠性零件的微细电解加工技术研究[D];西安工业大学;2015年

7 刘武奇;微细电解加工及与光纤激光掩膜复合加工技术研究[D];佳木斯大学;2015年

8 张京超;电解扩孔加工装置设计与试验研究[D];大连理工大学;2015年

9 王艳萍;基于掩膜刻蚀的微小结构阵列加工方法研究[D];大连理工大学;2015年

10 李博;深孔内螺旋线电解加工系统设计及关键技术探讨[D];西安工业大学;2014年

，

本文编号：1256737