複雜曲面構件電解加工動態成型的陰極修正研究

《複雜曲面構件電解加工動態成型的陰極修正研究》是依託南京航空航天大學，由朱棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜曲面構件電解加工動態成型的陰極修正研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱棟
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

整體葉盤等複雜曲面構件是航空發動機中關鍵部件，其質量好壞直接決定了航空發動機性能。電解加工具有無工具損耗、加工效率高等突出優勢，已成為整體葉盤等複雜曲面構件的主流製造技術。在複雜曲面構件電解加工技術中，陰極精確設計與修正是提高加工精度的核心所在，課題針對陰極設計和修正問題將開展以下工作：（1）針對目前陰極設計精度不高、陰極修正效率低、通用性不強等問題，提出基於電解加工動態成型過程的陰極修正方法。（2）研究動態成型過程中電場、流場、電化學場的特性，建立多場耦合條件下的成型規律模型，最佳化間隙內的電場、流場分布。（3）根據動態成型規律分析，採用模糊控制算法逆向修正陰極型面，提高陰極設計精度，為高效、精密電解加工奠定基礎。（4）開展複雜曲面構件電解加工試驗研究，最佳化模型中各項參數，提高模型正確性和通用性。本課題研究將獲得具有自主智慧財產權的原創性成果，具有重要和廣泛的工業套用價值。

結題摘要

整體葉盤/葉片是航空發動機中最為重要的零部件，其型面扭曲、結構複雜、材料難加工、精度要求高，對製造技術提出了很高要求。電解加工技術是加工整體葉盤/葉片的主要製造方法。項目針對整體葉盤/葉片等複雜曲面零部件的電解加工技術開展研究，提出一種基於電解加工動態成型預測的陰極修正方法，建立了加工間隙中電場、流場數學模型，計算得到了氣泡、熱量、壓力、流速沿程分布規律，分析了複雜曲面電解加工動態成型規律，根據預測型面修正陰極型面，提高了陰極設計精度。提出了動態輔助補液、三維複合流場的流動方式，提高了整體葉盤電解加工穩定性和加工效率。針對整體葉盤典型零部件，研製了斜置式工裝夾具，採用最佳化設計陰極開展了電解加工工藝試驗，研製出整體葉盤試驗件，提高了試件加工精度。項目涉及的設計方法可套用於各類複雜型面零部件電解加工的陰極設計，提高設計精度，具有重要科學意義和廣泛的工業套用價值。項目共發表錄用核心期刊論文13篇，其中SCI論文7篇。申請發明專利6項，其中已授權2項。培養研究生8名。項目負責人的博士學位論文獲得全國優秀博士學位論文提名，項目負責人指導的本科畢設獲江蘇省普通高等學校本專科優秀畢業設計（論文）二等獎。