复杂异形通道高效电解加工技术基础研究

发布时间：2017-08-20 17:29

  本文关键词：复杂异形通道高效电解加工技术基础研究

  更多相关文章： 异形通道 电解加工 振动进给 流场仿真 加工稳定性

【摘要】：含异形通道结构的零件广泛存在于航空航天发动机、汽车和船舰等零部件及机载设备中,由于其结构的特殊性,大多数传统加工方法很难甚至无法加工。电解加工技术因加工效率高、工具阴极无损耗、不存在机械切削力等优点,在异形通道零件加工中具有良好的应用前景。然而由于电解加工过程影响因素众多,工艺准备周期较长,提高加工精度较困难,如何优质高效发挥电解加工的优势是电解加工技术工程应用必须开展的研究内容。本文以异形通道结构类零件为研究对象,针对其结构特点的不同制订了不同的电解加工工艺方案,并以典型异形通道类零件为例开展了电解加工试验研究,主要研究内容包括以下几个方面:1、复杂异形通道电解加工方案设计。以典型异形通道类零件为例分析了三类异形通道类零件的结构特点及加工难点;在进行异形通道电解加工精度与稳定性分析的基础上,对每类异形通道分别进行了电解加工工艺设计,并总结了异形通道电解加工中的若干关键问题。2、以一维异形通道类零件为例进行了固定阴极电解加工试验研究。针对典型一维异形通道类零件结构特点,设计了阴极及工装夹具;基于电场和流场分析优化了阴极加工部位与绝缘部位的结构;采用优化的阴极结构,在合理选择电源参数及修正阴极锥度的基础上进行工艺试验,得到满足加工精度要求的通道,且加工过程稳定。3、以三维异形通道类零件为例进行了振动进给电解加工试验研究。针对工装夹具内电解液流动状态难以检测,夹具反复修改周期长等问题,基于ANSYS FLUENT流场仿真方法对密封装置内电解液压力、流速进行分析,优选了电解液侧向流动方案;通过分析电解液进出口压力及阴极进给深度对加工间隙内流速分布、压力分布的影响,优选了电解液进出口压力参数;采用优化的电解液参数,研究了振动进给、阴极绝缘对异形通道加工过程的影响。上述研究工作为复杂异形通道类零件电解加工工艺设计进行了有效探索,并对典型异形通道进行了较为系统的研究,已进行了小批量生产验证,对于解决含复杂异形通道结构零件制造的难题具有重要意义。
【关键词】：异形通道 电解加工 振动进给 流场仿真 加工稳定性
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 引言13-14
• 1.2 异形通道类零件制造技术现状14-18
• 1.2.1 精密铸造14-15
• 1.2.2 数控铣削15
• 1.2.3 电火花成形加工15-16
• 1.2.4 电火花线切割加工16-17
• 1.2.5 电解加工17-18
• 1.3 电解加工技术的应用与发展18-21
• 1.3.1 基于加工原理创新加工技术18-20
• 1.3.2 基于技术集成创新加工技术20-21
• 1.3.3 机床设备的集成控制21
• 1.4 课题研究意义及主要内容21-23
• 1.4.1 课题研究目的及意义21-22
• 1.4.2 主要研究内容22-23
• 第二章 异形通道电解加工方案设计23-35
• 2.1 典型异形通道类零件工艺特点23-25
• 2.1.1 一维异形通道类零件23-24
• 2.1.2 二维异形通道类零件24
• 2.1.3 三维异形通道类零件24-25
• 2.2 异形通道电解加工精度及稳定性影响因素分析25-28
• 2.2.1 加工精度影响因素分析25-27
• 2.2.2 加工稳定性影响因素分析27-28
• 2.3 异形通道电解加工工作流程28-29
• 2.4 典型异形通道结构零件电解加工工艺设计29-32
• 2.4.1 一维异形通道类零件电解加工工艺29-30
• 2.4.2 二维异形通道类零件电解加工工艺30-31
• 2.4.3 三维异形通道类零件电解加工工艺31-32
• 2.5 异形通道电解加工技术的若干关键问题32-34
• 2.5.1 加工方式的合理选择33
• 2.5.2 利用有限元分析优化流场设计33
• 2.5.3 基于加工过程模拟的阴极优化设计33
• 2.5.4 工装夹具、阴极数字化设计及制造33-34
• 2.5.5 工艺参数的确定及优化34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 一维异形通道类零件固定阴极电解加工试验研究35-44
• 3.1 一维异形通道类零件阴极及夹具设计35-36
• 3.1.1 阴极设计35
• 3.1.2 夹具设计35-36
• 3.2 为改善内外孔过渡圆角质量的阴极优化分析36-38
• 3.2.1 电场分析36-38
• 3.2.2 流场分析38
• 3.3 试验系统及工艺参数选择38-41
• 3.3.1 试验系统38-39
• 3.3.2 工艺参数选择39-41
• 3.4 工艺试验41-43
• 3.4.1 不同阴极结构仿真与试验对比42
• 3.4.2 内孔成形精度优化42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 三维异形通道类零件振动进给电解加工试验研究44-62
• 4.1 加工方案设计44-45
• 4.2 阴极设计45-46
• 4.3 流场设计与分析46-55
• 4.3.1 流场设计46-47
• 4.3.2 不同密封装置内的流场分析47-50
• 4.3.3 不同进口压力流场仿真分析50-52
• 4.3.4 不同出口压力流场仿真分析52-53
• 4.3.5 不同进给深度流场仿真分析53-55
• 4.4 工装夹具设计55-57
• 4.5 电解加工系统介绍57-58
• 4.6 加工试验58-61
• 4.6.1 不同进给方式对三维异形通道电解加工过程的影响59-60
• 4.6.2 阴极绝缘对三维异形通道电解加工过程的影响60-61
• 4.7 本章小结61-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 总结62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文69

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