精密电铸法制造复杂薄壁零件的工艺.研究

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1、独创性说明作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：—沮日期：上熊陶大连理工大学硕士研究生学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印

2、件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名．姜笔4、幺7芴l作者签名：盘鱼垒!导师签名：宠h咏7＼斗唑月阜日大连理工大学硕士学位论文1绪论1．1选题的科学依据当今世界激烈的市场竞争和发展尖端国防工业的需要，对生产制造技术提出了更高的要求。提高加工效率、加工质量，降低加工成本，快速更新产品是制造业永恒的主题。制造业是现代国家经济和综合国力的基础，世界各国都把发展先进制造技术放在发展国民经济的重要位置，投入大量的人力和物

3、力来进行这方面的研究与开发。薄壁零件由于重量轻、强度高等结构特点，已被广泛应用于航空航天领域，特别在航空工业中，薄壁零件一直都是飞机结构中不可缺少的重要组成部分。随着航空工业的发展，现代飞机的性能要求不断提高，整体薄壁零件的应用更加显著和突出，已成为现代飞机广泛采用的主要承力构件。当前整体薄壁零件的制造技术水平，已成为衡量世界各国航空技术水平和基础工业的重要标志之--[n。复杂薄壁零件通常用于发动机、电子器件、微波器件、导弹以及航天产品中，属于精密、微细、复杂零件，零件本身质量和性能要求很高。这类零件的结构特点可以简单总结如下：(1)结构形状复

4、杂、刚度低：为了减轻产品质量，提高零件强度，使得结构零件具有大量的减轻槽、加强筋，并且具有球面、锥面、柱面等组合而成的空间复杂型面，因此零件的夹紧定位与控制变形难以同时得到较好的满足。(2)壁厚尺寸小：由于零件壁薄，加工易变形，因此必须留很大的加工余量，分租加工、半精加工、精加工等多道工序完成。为了消除加工应力，控制变形，还要加多道热处理工序，这样就使得生产周期很长，生产成本很高；(3)精度要求高：薄壁零件不仅要具有较高的加工尺寸精度，而且零件的协调精度也有非常高的要求。由于薄壁零件的上述特点，国内外对薄壁零件的加工制造开展了大量的研究[2-9

5、]，目前对薄壁零件的制造方法主要有上述的高速切削、冲压、激光直接制造、等离子喷涂等Il¨11。针对薄壁件切削时易变形的特点，赵长掣12l提出先进行内表面加工，再在型腔内填充低熔点合金的方法；国防工业大学的戴一帆[131研究了被加工件的毛坯特征，分析了毛坯余量场分布，利用计算机优化工艺过程的设计并在加工过程中综合控制状态参数，保证加工件具有最合适的形状和表面质量。精密电铸法制造复杂薄壁零件的工艺研究针对冲压时的飞边以及宽深比的限制，Z．Q．Sheng、&Shiv'purill4】等通过参数优化，减小材料的塑性变形和热变形，保证加工精度。根据铸造时

6、拉普拉斯力占主导因素这一现象，曾建明和周尧和[151提出了反重力成形技术，通过对铸造件的形状、浇注温度等推导出理论浇注速度。南洋理工大学的B．H．Hu[16】等人对传统铸造薄壁件(如手机模具)时容易产生气孔、褶皱、表面质量差等问题，提出了采用移动式的浇注口的方法，研究表明，这种方法不仅能够解决上述问题，同时由于其最终点可以在流体的最高点或者出入口，解决了不能完全填充的问题。LiPeng、JiShengqin[171等人利用激光直接制造DLF(DirectlaserFabrication)制造金属薄壁零件，他们对开环控制下的激光直接制造薄壁镍合金

7、零件开展了一系列的研究，利用3轴数控机床平台、c02激光发射器以及其他装置，直接制造零部件。国内刘继常、李力钧等研究了激光直接制造金属薄壁零件的工艺，并对零件的壁厚、成形速度、粉末利用率等开展了研究。Sara．Me．Mains[埽烽人提出了一种新的工艺流程，通过布尔算法优化工艺参数，改善了分层制造技术在高速制造时零件的质量。采用传统加工方法加工效率低，材料浪费严重；采用激光直接制造以及等离子喷涂等技术时，加工设备昂贵，且不适合批量生产。与其他方法相比，电铸技术由于以离子沉积的形式获得沉积层，因此具有很高的复制精度，在薄壁零件的制造中具有独特的优

8、势。采用电化学沉积(电铸)的方法加工薄壁零件，可以解决定位夹紧困难、加工变形难以控制、材料浪费严重等问题。本课题“精密电铸法制造复杂薄壁零件的工艺研究