复杂异形通道高效电解加工技术基础研究

摘要

含异形通道结构的零件广泛存在于航空航天发动机、汽车和船舰等零部件及机载设备中，由于其结构的特殊性，大多数传统加工方法很难甚至无法加工。电解加工技术因加工效率高、工具阴极无损耗、不存在机械切削力等优点，在异形通道零件加工中具有良好的应用前景。然而由于电解加工过程影响因素众多，工艺准备周期较长，提高加工精度较困难，如何优质高效发挥电解加工的优势是电解加工技术工程应用必须开展的研究内容。

本文以异形通道结构类零件为研究对象，针对其结构特点的不同制订了不同的电解加工工艺方案，并以典型异形通道类零件为例开展了电解加工试验研究，主要研究内容包括以下几个方面：

1、复杂异形通道电解加工方案设计。以典型异形通道类零件为例分析了三类异形通道类零件的结构特点及加工难点；在进行异形通道电解加工精度与稳定性分析的基础上，对每类异形通道分别进行了电解加工工艺设计，并总结了异形通道电解加工中的若干关键问题。

2、以一维异形通道类零件为例进行了固定阴极电解加工试验研究。针对典型一维异形通道类零件结构特点，设计了阴极及工装夹具；基于电场和流场分析优化了阴极加工部位与绝缘部位的结构；采用优化的阴极结构，在合理选择电源参数及修正阴极锥度的基础上进行工艺试验，得到满足加工精度要求的通道，且加工过程稳定。

3、以三维异形通道类零件为例进行了振动进给电解加工试验研究。针对工装夹具内电解液流动状态难以检测，夹具反复修改周期长等问题，基于ANSYS FLUENT流场仿真方法对密封装置内电解液压力、流速进行分析，优选了电解液侧向流动方案；通过分析电解液进出口压力及阴极进给深度对加工间隙内流速分布、压力分布的影响，优选了电解液进出口压力参数；采用优化的电解液参数，研究了振动进给、阴极绝缘对异形通道加工过程的影响。

上述研究工作为复杂异形通道类零件电解加工工艺设计进行了有效探索，并对典型异形通道进行了较为系统的研究，已进行了小批量生产验证，对于解决含复杂异形通道结构零件制造的难题具有重要意义。

研究成果

学位论文