《脈動流場管電極電解加工技術研究》是依託南京航空航天大學，由曲寧松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脈動流場管電極電解加工技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曲寧松
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微小群孔金屬結構在航空航天等領域核心零部件上得到廣泛套用，因此其製造技術引起了國內外的普遍關注。管電極電解加工在深小孔、斜小孔等加工場合具有獨特優勢，是國內外最為關注的一項電解打孔技術。管電極電解加工電解產物的及時排出對提高加工精度和加工穩定性具有重要意義。本項目聚焦於管電極電解加工產物排出問題，借鑑石油開採的經驗，提出採用脈動流場解決加工產物排出困難的問題。本項目將深入開展脈動流場管電極電解加工機理和關鍵技術研究，闡明脈動流場管電極電解加工條件下電解產物在加工間隙內的輸運過程、多物理/化學場作用下脈動壓力電解加工過程的作用機制、動邊界電場/流場作用的群孔動態成形演變過程等基礎問題，突破脈動流場管電極電解加工實驗平台研製、管電極電解加工加工狀態的特徵提取與分析、脈動壓力管電極電解加工參數匹配、多通道管電極電解液均流等關鍵技術，解決難加工材料微小群孔、群斜孔的製造難題。
結題摘要
本項目聚焦航空發動機難加工材料微小孔、斜孔、群孔的高效高精度加工需求，在提高加工精度、提高加工效率、促進加工產物排出等方面，提出脈動流場供液、恆流量供液、正電位差輔助陽極、錐形端部結構、分流腔均流設計等技術措施，開展基礎理論探索和關鍵技術研究，取得了以下研究結果： 在脈動流場電解加工方面。 建立脈動流場電解加工多物理場耦合模型，通過仿真計算掌握了加工間隙內電解液氣泡率、電導率等參數的脈動變化過程，闡明了壓力脈動提高材料去除率、加工間隙均勻性的機理；研製了寬頻壓力脈動伺服系統，通過試驗研究掌握了脈動流場對材料去除率、加工表面質量的影響規律；開展鈦合金深小孔脈動流場管電極電解加工試驗，闡明了脈動流場促進加工產物排出的機理；提出恆流量供液深小孔加工技術，試驗表明恆流量供液方式在促進加工產物排出、提高加工穩定性等方面均優於恆壓力供液。 在高精度管電極電解加工方面。 建立絕緣塗層/管電極界面應力模型，通過仿真計算掌握了加工深度、絕緣塗層厚度對界面應力分布的影響規律；為降低界面應力、提高絕緣層耐用度，提出錐形管電極端部結構及最佳化方法，最佳化後的管電極（18°）絕緣塗層耐用度提高20%；為提高孔出口加工精度，提出正電位差輔助陽極技術，通過計算掌握了孔出口雜散電流分布規律，闡明了正電位差改善孔出口加工精度的機理，獲得最佳化的正電位差（3V）；建立方孔管電極電解加工流場模型，仿真及試驗結果表明圓形管電極內孔可顯著提高方孔加工穩定性和加工精度；提出管電極電解磨銑技術，設計並製備了多種規格管電極工具磨頭，通過試驗掌握了工藝參數對加工速度、材料去除率的影響規律。 在高效群孔管電極電解加工方面。 建立群孔管電極電解加工分流腔模型，得到影響電解液分流均勻度的主要因素，研究表明：增大腔體直徑、減小管電極內徑、增加總阻力係數可有效改善流場分布，提高群孔加工孔徑一致性；設計了群孔管電極電解加工專用排電極夾具，加工出符合設計要求的浮動瓦片模擬件弧面陣列群孔、燃燒室壁試件多層陣列斜孔、導流片試件多角度多層陣列斜孔。 本項目已發表學術論文8篇，投稿學術論文4篇，SCI收錄6篇；申請發明專利5項，其中授權3項；畢業博士研究生1名，碩士研究生2名，在站博士後1名，在讀博士研究生2名、碩士研究生2名。項目負責人被聘為2013-2014教育部長江學者特聘教授，入選國家百千萬人才工程。
