斜向进给电解加工叶盘通道流场分析与试验

为使叶栅通道粗加工余量更加均匀,针对某型整体叶盘,采用阴极斜向进给的加工方式设计了电解液流动方案,建立阴极在不同进给量下的三维流场模型,采用COMSOL Multiphysics软件计算不同加工阶段下电解液流场的速度和压力,并进行电解加工工艺试验。结果表明:加工过程稳定,无火花、短路现象,叶盘轮毂表面光洁,表面粗糙度为Ra=0.278μm,验证了流场设计的合理性以及工装夹具的可靠性。

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件,从锻造毛坯到最终零件加工成形,需要切除大量的多余材料的问题,提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面,进而确定通道粗加工区域的边界轮廓;通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点,规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明,利用插铣方式,可以有效避免粗加工过程中的振动现象,开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。

整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计

整体叶盘叶栅通道的加工是在叶片型面精加工至满足设计要求之前不可缺少的工艺步骤。设计了工具电极径向进给加工叶栅通道的模式,为了提高整体叶盘叶栅通道余量分布的均匀性,还提出了电极进给方向的优化策略。分析了通道型面在进给方向上的前后遮挡情况,比较所有采样点在与进给方向垂直的方向上坐标分量的差值,得到不同进给方向的余量差。以通道叶盆、叶背型面余量均匀、余量差均衡为准则,搜索出最优进给方向。在电解加工机床上展开试验研究,结果表明,采用优化后的进给方向进行加工,可获得余量更均匀、两侧型面余量差较均衡的叶栅通道。

开式整体叶盘四坐标高效开槽插铣工艺方法

整体叶盘的加工余量主要是在其通道开槽粗加工阶段去除的,提高通道开槽切削效率是实现叶盘高效加工的关键。根据开式整体叶盘通道的结构特点,提出了四坐标插铣开槽高效低成本粗加工方法。通过叶盘叶片偏置面的直纹包络面逼近,确定叶盘通道粗加工区域,给出了四坐标插铣刀位轨迹生成算法。该方法有效解决了直纹面逼近的曲面边界问题,并通过对叶片偏置面的直纹逼近从根本上避免了刀位轨迹计算时误差的产生。实验表明,与传统的侧铣开槽粗加工相比,采用四坐标插铣方式切削力可降低60%,粗加工效率可提高1倍以上。

整体叶盘叶栅通道径向进给电解加工成形规律研究与阴极设计

整体叶盘叶栅通道的加工是在叶片型面精加工满足设计要求之前不可缺少的工艺步骤。工具电极径向进给加工叶栅通道的模式,可有效解决整体叶盘叶栅通道轮毂型面加工困难的问题。分析了径向进给加工时的侧面的成形规律,利用不同角度的楔形阴极工具开展试验研究,掌握侧面成形规律及二次腐蚀对成形的影响;根据侧面成形规律计算出工具电极截面数据,并拟合成工具电极型面。选择合理加工参数,利用设计出的工具电极在自行研制的电解加工机床上开展试验研究。结果表明,采用该方法设计出的阴极可加工出余量更均匀的叶栅通道。

基于GRA-RBF-FA的整体叶盘通道盘铣加工多目标参数优化

整体叶盘通道盘铣加工是典型的多输入输出系统,改善该加工过程需要多目标优化。应用集灰色关联分析(grey relations analysis,GRA)、径向基神经网络(radial basis function neural network,RBF)和萤火虫智能算法(firefly algorithm,FA)于一体的多目标优化方法。通过优化加工参数:切削速度、每齿进给率和切削高度,同时满足最小切削力和最大材料去除率的目标。验证试验结果表明,灰色关联分析-径向基神经网络-萤火虫算法(GRA-RBF-FA)可用于盘铣TC17整体叶盘通道的加工参数优化;该方法优于灰色关联度分析。

整体叶盘多通道电解加工工具运动轨迹及加工参数分析

整体叶盘扭曲叶片型面加工至设计要求之前,毛坯的叶间通道加工是不可缺少的工艺。针对整体叶盘多通道电解加工三轴运动的特点,先将叶片理论型面的参数转换成整体叶盘的叶间通道的参数,再利用最小二乘法生成通道型面的拟合直线,进一步确定管状工具的运动位置。工具的运动轨迹是三轴组合运动的结果,根据工具的运动状态逆向推算即可获取联动三轴各自的加工参数。最后在整体叶盘多通道电解加工机床上开展试验研究。试验表明,运行上述参数可以加工出符合要求的叶间通道。

基于UG二次开发的整体叶盘数控加工通道分析

整体叶盘在数控加工过程中,刀具与通道约束面之间易发生干涉碰撞。为解决这一问题,本文分析了整体叶盘通道的特点,在此基础上基于UG二次开发评估叶片弯扭度,计算通道宽度、深度尺寸参数,分析结果为整体叶盘通道数控加工刀具选择与加工工艺制定提供了参考依据。

整体叶盘通道去余量线切割加工技术研究

整体叶盘的加工余量主要是在其通道开槽粗加工阶段去除的,合理选取整体叶盘粗加工通道余量去除方法是降低通道加工费用、实现整体叶盘加工经济性的关键。由于线切割机床加工单位成本低的原因,采用线切割加工方法对整体叶盘通道进行去余量加工。提出利用叶型与轮毂偏置面确定通道加工边界;通过比较通道边界投影后的投影面积大小确定最优矢量;然后根据最优矢量确定线切割丝与叶盘端面之间的夹角以及切割区域,实现整体叶盘粗加工阶段去除余量最大化。该方法可以有效地解决整体叶盘粗加工阶段经济性问题。试验表明,线切割加工可以应用在整体叶盘通道去余量加工中,并且与传统数控铣削相比,单个通道的加工费用仅为数控铣削加工费用的1/20。