大扭曲叶片整体涡轮电解加工工艺研究

研究用展成电解工艺进行大扭曲度整体涡轮叶片的机械加工，对涡轮叶片型面进行数据处理，用软件方式实现电解加工的多轴联动进给；分析叶片电解过程成形规律，合理设计阴极、流场，解决大扭曲叶片加工的叶背二次腐蚀、出口短路等关键工艺问题，试验可稳定达到工序精度要求，并可批量生产。     

发动机叶片电解加工阴极设计的基础研究

结合某型发动机的叶片进行几何造型,建立电解加工间隙的成形规律关系式,分析叶片空间法线与进给方向夹角的分布情况并确定阴极进给方向,进行阴极型面设计。     

航空叶片制造工艺及坐标检测方法分析

以当前航空发动机制造现状为研究对象,简要概述电解加工、数控加工、精密锻造及超塑性成形等叶片主流加工工艺及其制造关键性技术,并引出发动机叶片制造过程的测量手段。阐述三坐标测量过程中叶片坐标定位、测量轨迹规划及点云降噪的实现方法;简要分析了激光测头安装精度、激光投射角度、测量景深等对激光扫描法测量精度的影响。对航空叶片精密制造工艺及与之相适应的高效精密检测技术快速发展具有一定指导意义。     

展成电解加工整体叶轮中的光整加工

介绍了数控展成电解加工整体叶轮工艺过程中的光整加工的加工方式及电解成形规律 ;分析了产生加工误差的原因     

基于Realizable k-ε模型的叶盘通道电解加工多场耦合分析

叶盘通道电解加工(ECM)是决定整体叶盘电解加工成形精度的关键工序，其加工间隙不规则、建模困难。基于Realizable k-ε模型建立叶盘通道电解加工的气液两相流模型，根据参数传递关系建立多物理场耦合模型，分析加工间隙内电解液温度、氢气体积分数、电导率等重要参数的分布规律。仿真结果显示电解液在侧面间隙出现涡流现象，使该区域氢气堆积、温度上升，影响工件的成形表面质量，并导致该处的材料蚀除量减小，该结果在试验中得到证实。试验与仿真得出的工件轮廓形状变化趋势一致，试验与仿真获得的端面平衡间隙尺寸分别为0.26、0.33 mm,仿真的相对误差(27%)明显小于经典公式的相对误差(73%)。因此，模型可较为准确地模拟叶盘通道电解加工成形过程，反映各参数对工件成形的影响过程。     

扭叶片整体叶轮电火花加工成形电极设计

针对目前整体扭叶片叶轮难于加工的现状，提出了采用分离式组合成形电极加工整体叶轮的方法。同时还对成形电极设计过程中遇到的进给方向确定，避免与相邻叶片发生干涉等具体问题进行了论述     

零件在制造使用中的热变形效应

列举了机械零件在切削加工、脉冲电解加工、热处理过程、热成形加工等工艺过程及运转使用过程中，经常出现的一些热变形问题。通过分析指出应从设计、工艺及工序操作上采取相应的控制措施。     

TC4合金叶片热模锻过程的数值模拟

文摘为了生产出质量合格的叶片,针对TC4合金叶片的成形特点,为其制订了相应的热模锻成形工艺。同时采用基于有限体积的材料成形模拟技术,对TC4合金叶片热模锻过程进行了模拟,分析了坯料成形过程中的充填情况、应变场、应力场及终锻温度场的分布规律。模拟结果表明:锻件轮廓清晰,模具型腔充填完整,未出现充不满或折叠等锻造缺陷。实际生产出来的叶片经理化检测和外观检查,质量符合要求,制定的工艺方案合理,可以满足TC4合金航空风扇转子叶片的成形质量要求。     

数控展成电解加工中计算工具阴极轨迹的几何分析

以整体叶轮叶片型面的数控展成电解加工为例，介绍了一种应用于直线线曲面加工的工具阴极运动轨迹的计算方法并提供了详细的几何分析过程。     

进一步提高电解加工技术

电解加工作为一种工艺方法用于生产,在我国已有十多年的历史,不论在电解加工工艺技术上还是在设备设计制造上都有了很大的进展。电解加工的应用范围正在不断扩大。航空发动机叶片的成批生产,已能直接由锻件加工而且基本上保证型面公差在0.18毫米以内。目前电解加工的叶片类型正在不断扩大:从锻造叶片到精铸叶片,从镍基合金叶片到钛合金叶片,从小涡轮叶片到大型风扇叶片,从单个叶片到整体涡轮叶片,还要扩大到整体涡轮扭曲叶片的加工。     

基于三维静电场的TC4合金叶片预制坯设计

以一种TC4合金叶片为例提出了一种新的基于三维静电场的预成形设计方法.利用塑性变形过程中坯料流动规律类似于静电场等势线这一特征,通过三维静电场模拟选取适当的等势场作为预制坯的基本形状.并利用数值模拟软件对TC4合金叶片的等温成形过程进行模拟,与采用传统经验设计的预制坯成形过程进行了对比.结果表明,采用三维静电场设计的预制坯成形效果良好,该方法特别适合复杂表面锻件体积成形工艺的预制坯设计.     

整体构件异形曲面电解加工运动分析与设计

为了解决整体构件异形曲面的加工难题，提出了展成电解加工及电解光整加工的方法，分析展成运动方式，讨论确定机床进给运动方案，重点探讨直纹面整体构件叶片间通道电解加工及异形曲面电解光整加工的进给运动参数设计方法，分析并给出合理的流场设计方案。通过优化异形曲面电解加工的数控编程、完善工艺设计与试验，最终加工出了合格件。     

压气机叶片辊轧模具型腔前滑补偿方法

辊轧模腔是叶片无余量辊轧成形的关键,然而压气机叶片辊轧成形过程中存在前滑现象,造成叶片沿辊轧方向精度偏差,需要在模具型腔设计过程中补偿前滑量,以实现叶片沿积叠高度的精确成形。针对叶片辊轧前滑现象,本文提出并研究了基于辊轧前滑补偿的压气机叶片辊轧模具型腔优化设计方法。首先,在分析前滑成因及叶片截面前滑表征模型的基础上,研究了前滑补偿机理并建立了前滑补偿模型,即型腔中心角与叶片积叠高度的对应关系。在此基础上,通过提取表征叶片的工艺模型截面线族,顺次计算截面前滑值并基于前滑补偿模型对辊轧模具型腔中心角进行修正。然后,基于修正后的型腔中心角,建立叶片工艺模型截面线族到型腔截面线族的空间扇态映射法则并进行截面线映射变换,进而基于型腔截面线重构了基于前滑补偿的叶片辊轧模具型腔。最后,通过高置信度数值计算方法比较了前滑补偿模腔和直接空间几何映射模腔辊轧成形叶片的积叠高度。结果表明,优化后的模具型腔能够有效提高叶片积叠轴方向上的成形精度。     

数控展成电解加工型面的试验研究

从理论上研究了数控展成电解加工型面的成形规律，在工艺试验的基础上，对加工复杂型面的办法、步骤及其工艺规律作了初步探讨。     

GH40钢不同热处理状态下电解加工的金相观察

GH40钢电解加工叶片是由冷拉方钢生产的。供应状态的方钢具有良好的表面质量。但在电解加工中,经常出现一些问题,即同一GH40钢材料,在不同的热处理状态下,电解加工出来的叶片表面质量相差很大,有些叶片的表面腐蚀严重,以致影响使用。为保证叶片质量,对不同热处理状态下的 GH40冷拉方钢进行了电解加工试验和金相观察,本文概述对试验结果进行的分析。     

数控电解加工整体叶轮的关键技术

以平行直纹型面的数控展成电解加工为例，对数控电解加工整体叶轮的主要关键技术，包括成形规律、展成运动、数控编程、阴极设计制造、机库及多轴联动数控系统、典型叶轮加工工艺逐一进行了介绍。     

整体叶轮的特种加工方法

本文综述国内外整体叶轮的特种加工技术,重点介绍了等截面电解加工,变截面扭曲叶片整体叶轮的电火花-电解组合、机械靠模仿型电解-电解磨技术及数控展成电解-电解磨新技术。     

基于周期性换向冲液的掩膜电解加工技术

掩膜电解加工技术是一种用于阵列结构加工的高效电化学加工技术，被广泛应用于各类难加工材料的阵列群孔、群坑或群槽的加工制造。目前，掩膜电解加工中多采用侧面单向供给电解液的方式进行加工，该冲液方式简单易行，但由于加工区迎水面和背水面的流场差异，造成群孔结构的成形精度较差。为此，提出了周期性换向冲液技术，以改善加工区流场分布，进而提升群孔结构的成形精度。通过数值模拟仿真和实验研究，明确了最佳的换向冲液频率，研究结果表明换向冲液技术可以有效提升孔的成形精度。最终，采用周期性换向冲液技术完成了阵列群孔结构的加工，相较于单向冲液，孔的侧壁与轴线夹角差异率下降至1%以内，获得了较高的成形精度。     

某型航空发动机高压压气机转子叶片3D打印再制造技术研究

针对某型涡扇发动机高压压气机转子叶片叶尖磨损故障,采用3D打印再制造技术进行修复。研究表明,采用3D打印再制造技术可实现该转子叶片的叶尖修复,解决了叶尖修理极限确定、逐层堆积过程中成形困难和复杂型面净近成形等难题。     

应用数学成果——Ⅰ级涡轮叶片电解试验

一、试验目的过去,用电解加工的方法加工某机Ⅰ级涡轮叶片,只限叶盆加工余量为0.05毫米以上的,否则容易超差报废,而且叶背不能电解加工,只能机械抛光。对此,我们对原工艺装置进行了调整,改进了流场,取消了压背,优选了电解液,实现了叶盆、叶背同时进行电解加工。为了进一步提高叶片电解精度(即整平比),并找出影响叶片电解加工质量的主要因素,提高生产效率,故对电解加工有关参数运