带冠整体叶轮精密高效电火花加工应用基础研究

       带冠叶轮广泛存在于航空航天发动机、武器装备、先进透平机械中，是能源转化和传递的关键部件。随着现代机械向集成化、小型化、轻量化方向发展，带冠叶轮多采用整体式结构设计，该设计中外冠、叶片与轮毂一体化，叶间流道处于半封闭状态，加工可达性差。而且有的零件采用钛合金、高温合金等难加工材料，增加了整体制造的困难程度。

基于数控电火花加工带冠整体叶轮的研究和应用成果，对大量存在的外冠内环面及轮毂外环面为圆柱面，叶片型面为自由曲面的带冠整体叶轮高效电火花加工工艺进行研究，提出了以成组电极多通道同时成形为核心的加工方案，重点研究了其中关键技术包括预加工工序选择、成组电极运动方案、叶间流道成形方案、成组电极结构设计、同时加工腔道数确定、基于通用精密电火花成形加工机床的工艺参数选择。

为进一步提高电极设计效率和准确性，结合带冠叶轮电火花加工工艺与数字化制造技术，在UG软件平台上二次开发了带冠整体叶轮电火花加工专用辅助设计软件，实现电极运动轨迹自动搜索和型面自动修正，运动过程仿真以及零件型面/位置误差分析.

基于以上研究，试制加工出满足设计要求的某典型带冠整体叶轮，对技术方案进行了系统验证。上述研究工作探索了带冠整体叶轮高效电火花加工的有效方法，开发的带冠叶轮电火花加工辅助设计软件，提高了电极及运动轨迹设计精度、减少前期试验次数，为带冠整体叶轮电火花加工技术工程化应用奠定基础。

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