扩压器轴向叶片电解加工流场设计及试验研究

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1、中图分类号：TG662论文编号：102870515-S061学科分类号：080201硕士学位论文扩压器轴向叶片电解加工流场设计及试验研究研究生姓名彭苏皓学科、专业机械制造及其自动化研究方向特种加工指导教师徐正扬教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringFlowFieldDesignandExperimentalResearchofElectr

2、ochemicalMachiningofAxialBladeonDiffuserAThesisinMechanicalEngineeringbyPengSuhaoAdvisedbyProf.XuZhengyangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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过的研究成果，也不包

3、含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要以整体式扩压器为代表的整体构件是航空发动机中的核心部件之一，其工作效能好，可靠性较高，应用将会越来越广，但其结构较复杂，多采用难加工材料，加工难度较大，故航空整体构件加工是各国先进制造技术领域的热点问题之一。电解加工具有不受被加工材料的机械性能影响，加工效率高，工具阴极无损耗，工件无加工变形等优点，因此电

4、解加工在整体构件加工中具有明显的优势，成为整体构件加工的主要方法之一。本文以扩压器轴向叶片为加工对象，围绕轴向叶片电解加工阴极夹具设计，流场设计与流场仿真，工艺参数试验等内容开展了以下具体工作：（1）根据轴向叶片的结构特点，制定了简单有效的加工方案，进行了具有内置绝缘腔的工具阴极结构与尺寸设计，最终确定了阴极体、内置绝缘腔、阴极片的组合阴极方案，同时根据扇段工件设计了相应的工装夹具。（2）确定了轴向叶片电解加工的电解液流动方式，结合组合阴极的结构特点，设计了两种进液方式的流场，采用有限元软件对两种流场方式开展了流场仿真，结合仿真结果提出了流场的改进措施，并

5、开展了改进流场模型的仿真计算，分析了加工端面的流场矢量图，确定了由绝缘腔叶盆叶背进液的进液方式，最终采用了该流场方式制作了组合阴极。（3）开展了轴向叶片电解加工工艺试验，通过基础试验分析了电解液压力、电压、加工速度对试验的影响。开展了电解加工电流控制的基础试验，绘制了基础电流曲线，开展了速度调节工艺试验，通过速度的调节，使加工电流稳定在了基础电流曲线的变化范围内，提高了加工电流变化的一致性。（4）开展了电压、加工速度、电解液压力的三因素正交试验，确定了电压20V，速度2mm/min，压力1.4MPa的参数优化组合。目前加工的叶片叶背锥度0.99°，叶盆锥度

6、1.18°，叶片粗糙度值Ra=1.387μm。同时进行了不同速度的加工试验，加工速度可达到3mm/min，加工效率高，叶背锥度为1.08°，叶盆锥度为1.16°。关键词：轴向叶片，电解加工，阴极设计，流场仿真，叶片锥度，正交试验，电流控制IABSTRACTIntegralcomponentrepresentedbyintegraldiffuserisoneofthecorepartsofaeroengine,itwillbewidelyappliedinaeroenginebecauseofitsgoodperformanceandhighreliabil

7、ity.Whilethestructureofintegralcomponentiscomplex,thematerialisdifficulttomachining,aviationintegralcomponentmachiningisoneofthehotissuesinthefieldofadvancedmanufacturingtechnology.Electrochemicalmachining(ECM)hasobviousadvantagesinthefieldofintegralcomponentmachiningandbecomesthe

8、mainmethodofmanufacturingintegral