钛合金电解加工电化学特性研究

针对钛合金材料的电解加工方式,为了确保加工出的钛合金产品具有优异的性能和质量,并改善电解加工过程中出现的问题,文中对TC4钛合金电化学特性进行研究。通过TC4钛合金在NaCl溶液、NaNO_(3)溶液中的开路电位、极化曲线实验和电化学阻抗谱实验,分析不同温度和不同浓度对极化曲线和阻抗的影响,结合实验研究,分析电解液浓度对加工点蚀情况的影响。研究结果表明:TC4钛合金在NaNO 3溶液比在NaCl溶液中更容易发生腐蚀;NaCl溶液能够提高加工效率,NaNO _(3)溶液能够提高加工成型精度;TC4钛合金表面钝化膜的阻抗性随温度的升高而降低,物质的传输速度加快,促进了电化学反应的进行;电解液浓度越高,点蚀现象越严重。

方形孔结构电解加工流场特性研究

针对方形孔的轮廓尖角,电解加工时加工间隙流场不均匀、存在死区等问题,文中提出了修正进液口位置、数量和修改阴极头形状两种方式,通过COMSOL仿真软件对电解加工间隙流场进行仿真验证,同时对流场入口压力进行数值模拟,实现对方形孔流场的优化,最终完成方形孔的电解加工。研究结果表明:进液口位置正对边角的效果优于其他方式,在阴极尖角处进行圆角处理能够更好的均匀加工边线的流场;当处理为0.3 mm圆角时,流场中整个边线的较为均匀且流速较为合理;采用1 mm边角设计的阴极加工出的方形孔表现出最佳的加工效果。

电解加工机床数字孪生系统设计

为了提高电解加工过程的数字化程度与控制精度,本文采用PLC、仿真模型、数据库、Unity3D多平台相结合的方式构建加工过程数字孪生系统,利用PLC和仿真模型结合PD控制算法的方式,对刀具进给速度实时调节,实现加工电流的稳定输出,通过Unity3D平台完成整个加工系统的可视化控制系统设计,结合电解加工实验对系统性能进行了评价。实验结果表明:文中方法能够实时收集电解加工过程中的电流、电压、温度、压力等关键数据,实现了数字化仿真、预测以及控制功能;提高了加工电流的稳定性,可以更快的到达加工电流目标值,同时超调值和系统震荡幅度也更小,从而改善了杂散腐蚀现象。

航空发动机深孔槽结构电解加工流场仿真

为了提高航空发动机零部件深孔槽结构的加工精度和稳定性,文中根据深孔槽结构特点及电解液正流式流动方式,设计了一种带有偏置结构的加工阴极,采用理论分析和仿真模拟的方法,分析了加工阴极缓冲板和出液孔排布方式对流场分布的影响规律。仿真结果表明:在加工阴极上增设带有出液孔的缓冲板,可以提高流场稳定性和流速分布的均匀性,满足加工稳定性和加工精度的要求。结论可为深孔槽结构高精度电解加工提供参考。

异形孔电解加工流场仿真分析

针对航空发动机零部件中的花瓣状异形孔电解加工难题,文中建立了异形孔工件三维模型并抽取流道模型,对其进行流场仿真和优化。结合电场仿真计算,通过电流密度分布预测工件阳极型面的溶解差异,完成了阴极成型边界的修正。通过流场和电场分析,优化了通液孔的数量、大小和布局,以及阴极外形曲线,完成阴极结构设计。仿真结果表明:设置加工参数电解液入口压力为0.6 MPa,出口压力为0.1 MPa时,工件表面的电解液流速、压力以及加工区域工件边界的电流密度均具有良好的均匀性。

大长宽比T形槽电解铣削流场建模及仿真

为加工难加工构型大长宽比薄壁T形槽,文中提出了使用中空锯齿状阴极进行内喷式供液的方式进行电解加工的方法,通过对各种不同入口条件、不同喷口形状等条件下的流道模型进行了仿真,基于COMSOL软件仿真计算后得到了在不同入口条件时,间隙内电解液流速分布和加工工件表面形貌的变化规律。研究结果表明:入口条件为0.2 MPa及以上时,间隙内各点电解液流速的均值大于5 m·s^(-1),可以有效减少钝化现象的产生;选用圆形喷口时能够得到高流速、高稳定性、周期性脉动的流场,加工表面流速最高点和最低点的电解液速度分别为0~13 m·s^(-1)和0~8 m·s^(-1)流速差小,加工表面尺寸误差得到有效改善,加工表面斜率大幅减小,整体加工速度将得到有效提高;并使用上述参数范围进行T型槽电解加工实验验证,得到符合加工要求的大长宽比T型槽结构,结论可为大长宽比薄壁T形槽电解加工提供工艺技术参考。