闭式叶环开槽电解加工流场仿真与阴极结构优化

闭式叶环是一类减重性能优越的整体构件,但因其结构闭式,开敞性差,通道狭窄扭曲,刀具进给空间有限,加工十分困难。电解加工为非接触式特种加工方法,具有加工不受材料力学性能影响、工具阴极无损耗、加工效率高等优势,是加工闭式叶环的重要方法之一。闭式叶环开槽电解加工的流场研究较少,流场稳定性有待提升。针对闭式叶环开槽电解加工,采用了正流式供液的流动方式,开展了1 mm、2 mm、3 mm出液缝宽下的流场仿真和优化研究,结果表明:(1)采用出液缝宽度为2 mm的阴极,间隙内流场均匀性和可达性更好;(2)根据等流程原则调整出液缝位置并设计引流槽结构后,叶片边缘的局部缺液现象得到有效改善。开展了3种不同出液缝宽度下的闭式叶环开槽电解加工试验,结果表明,采用优化流场结构的阴极可以实现叶环开槽的稳定加工,工具阴极与工件间的相对进给速度由0.79 mm/min提升至0.98 mm/min;且通道表面质量相对最优,叶背粗糙度由2.681μm降低至1.641μm,叶盆粗糙度由2.482μm降低至1.243μm。验证了流动方式的有效性和流场仿真结果的正确性。