整體葉輪葉片型面數(shù)控電解精加工的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、電解加工是整體葉輪的重要加工方法之一，現(xiàn)有的數(shù)控展成方法主要適用于直紋面或扭曲度不大的整體葉輪葉片加工，若用于自由曲面葉片整體葉輪加工，則加工誤差較大。課題針對(duì)自由曲面整體葉輪葉片的加工難題，以提高葉片加工精度、加工穩(wěn)定性和工作效率為研究目的，對(duì)整體葉輪葉片電解加工中的加工工藝、成形規(guī)律、陰極設(shè)計(jì)、加工路徑規(guī)劃、加工參數(shù)選擇、加工過程故障診斷以及數(shù)字化制造等關(guān)鍵技術(shù)開展了研究。
　　 首先，開展了自由曲面整體葉輪電解加工工藝研究

2、，提出了適用于自由曲面整體葉輪葉片加工的組合電解加工工藝，該工藝將葉片加工分為葉間通道加工、葉片精加工等多道工序，采用不同的加工方法滿足自由曲面葉片加工要求。在葉間通道加工中采用了分步分區(qū)加工方法，并以φ600mm壓氣機(jī)葉輪為試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了試驗(yàn)，對(duì)葉間通道的加工方法進(jìn)行了驗(yàn)證。以φ240mm整體渦輪為試驗(yàn)對(duì)象開展了自由曲面葉片精加工工藝試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了開式葉片成形陰極電解精加工裝置，采用脈沖電源和加工參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了小間隙加工，還運(yùn)用了誤差補(bǔ)

3、償法對(duì)陰極加工型面進(jìn)行修正，提高了葉片加工精度，實(shí)現(xiàn)了自由曲面整體葉輪葉片電解精加工。
　　 其次，研究了整體葉輪數(shù)字化制造技術(shù)，開發(fā)了用于整體葉輪電解加工的數(shù)字化制造軟件。在數(shù)值模擬研究中對(duì)電解加工過程進(jìn)行離散，采用有限元法計(jì)算離散過程中加工間隙的電場(chǎng)分布及溶解量，從而模擬出零件的加工表面；開發(fā)了電解加工的數(shù)值模擬軟件，運(yùn)用該數(shù)值模擬軟件輔助整體葉輪的工藝分析、陰極設(shè)計(jì)、加工參數(shù)優(yōu)化。采用基于約束與尺寸驅(qū)動(dòng)的方法實(shí)現(xiàn)了整體葉輪

4、電解加工運(yùn)動(dòng)仿真，開發(fā)了運(yùn)動(dòng)仿真軟件，利用該軟件進(jìn)行整體葉輪的加工路徑規(guī)劃、數(shù)控加工編程、加工誤差分析。在整體葉輪的電解加工工藝研究中利用數(shù)字化制造軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析提高了陰極設(shè)計(jì)的成功率、加工參數(shù)選擇的準(zhǔn)確性。
　　 最后，研究了電解加工參數(shù)選擇的方法，把加工參數(shù)的選擇分為初選與優(yōu)化兩個(gè)階段，先利用工藝數(shù)據(jù)庫進(jìn)行參數(shù)選擇，再用模擬軟件進(jìn)行優(yōu)化，加工參數(shù)準(zhǔn)確選擇提高了葉片加工精度。加強(qiáng)了對(duì)葉片電解加工過程的自動(dòng)監(jiān)控，建立了葉片加