電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)研究.pdf

1、電解加工是一種特種加工方法，是制造難切削材料、扭曲且薄的葉片三維復(fù)雜曲面的主要工藝方法之一。陰極工具設(shè)計(jì)是電解加工首先要解決的問(wèn)題，由于難以精確掌握加工的成形規(guī)律，陰極設(shè)計(jì)也是電解加工技術(shù)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
　　目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)陰極工具設(shè)計(jì)的方法是由工件型面計(jì)算陰極工具的“開環(huán)式”設(shè)計(jì)思路，得到的陰極往往是初始型面，大多要借助實(shí)驗(yàn)加以人工修正才能加工出符合要求的工件。本文提出了一種電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計(jì)的新方法，由已知的工件型面和加工

2、要求，從設(shè)計(jì)初始陰極型面、經(jīng)過(guò)工件成型預(yù)測(cè)到將工件的型面誤差反饋再設(shè)計(jì)陰極，如此循環(huán)迭代提高陰極設(shè)計(jì)精度和效率，同時(shí)一定程度地降低設(shè)計(jì)成本。
　　本文以某發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片全方位電解加工成形為研究對(duì)象，建立了具有復(fù)雜曲面、大曲率變化的間隙模型，根據(jù)流體力學(xué)理論，建立了描述電解液流速、壓力、溫度等參數(shù)變化的動(dòng)力學(xué)方程組，并進(jìn)行解析。根據(jù)電化學(xué)理論，將影響流場(chǎng)特性的主要參數(shù)代入電導(dǎo)率計(jì)算模型中解析，借助 MATLAB計(jì)算并繪制出復(fù)雜流場(chǎng)

3、的電導(dǎo)率隨空間位置不同的分布圖。采用cosθ法設(shè)計(jì)陰極初始型面，并考慮空間位置函數(shù)電導(dǎo)率的影響，使得陰極初始型面的設(shè)計(jì)在一定程度上更加符合實(shí)際。
　　為建立陰極閉環(huán)設(shè)計(jì)模型，本文針對(duì)工件成形的預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了電解加工主要加工參數(shù)、待修正陰極型面與工件型面關(guān)鍵點(diǎn)的形狀誤差之間的關(guān)系，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做樣本文件對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練，使網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)精度達(dá)到±8％以內(nèi)。
　　以空間Fourier變換和頻域傳遞函數(shù)為基

4、礎(chǔ)，建立了工件型面的形狀誤差與待修正陰極之間的映射關(guān)系，采用簡(jiǎn)易算法由試件截面線修正陰極截面線，初步完成了陰極閉環(huán)設(shè)計(jì)的過(guò)程。
　　結(jié)合上述關(guān)鍵技術(shù)的研究，本文在UG軟件平臺(tái)上開發(fā)了電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件，該軟件包括設(shè)計(jì)工具陰極初始型面、工件成型仿真預(yù)測(cè)及數(shù)字化修正陰極型面三大功能。
　　本文以復(fù)雜曲面為研究對(duì)象，深入地研究了復(fù)雜間隙內(nèi)電解液電導(dǎo)率的實(shí)際分布規(guī)律，有助于進(jìn)一步掌握電解加工成形規(guī)律；進(jìn)行了將試件型面誤差反