整体叶盘叶栅通道径向进给电解加工电场仿真和试验研究.pdf

1、整体叶盘是航空发动机的关键部件，其叶栅通道扭曲、空间狭窄，制造难度大。电解加工是利用工件阳极在电解液中发生阳极溶解原理来蚀除材料的一种加工方法，具有工具电极无损耗，加工过程无切削力，工件表面质量好等优点，已成为加工发动机整体叶盘的主要方法之一。
　　本文针对阴极径向进给电解加工整体叶盘叶栅通道的方法，着眼于提高通道余量分布均匀性，从以下几个方面开展研究。
　　（1）建立了基于电场的径向进给电解加工物理模型，用有限元方法对加工

2、过程进行模拟和求解，进而研究其成形规律。模拟结果显示，采用传统非绝缘阴极加工的叶栅通道侧面间隙差过大，导致叶栅通道余量差较大；采用侧壁绝缘阴极来代替非绝缘阴极，能有效地减小叶栅通道的侧面间隙差，改善了加工通道的余量均匀性。通过工艺试验验证，采用侧壁绝缘阴极加工的叶栅通道余量差比采用传统非绝缘阴极加工的叶栅通道余量差分别提高了1.61mm（叶盆）和1.31mm（叶背）。
　　（2）在侧壁绝缘阴极基础上，采用两种方式对阴极进行优化：Ⅰ

3、.阴极侧面轮廓线优化。采用‘面’到‘线’的优化方式对阴极侧面轮廓线进行优化，通过将三维模型离散成为二维模型，建立二维模型的截面线误差与阴极侧面轮廓线之间的对应关系。试验表明，优化后的阴极能有效减小叶栅通道的余量差；Ⅱ.阴极侧壁绝缘区域优化。分析了阴极侧壁不同区域对通道腐蚀的影响，并结合加工通道余量差的分布特点，采用阴极侧壁绝缘区域局部裸露的方式开展阴极优化，以增加叶栅通道余量较大区域的腐蚀量，减小叶栅通道的余量差。工艺试验结果表明，采用