整体叶轮电火花加工电极的成形电铸

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1、《电加工与模具》!##V年第"期设计·研究整体叶轮电火花加工电极的成形电铸韩锋，朱荻，曲宁松（南京航空航天大学机电工程学院，江苏南京!"##"$）摘要：电火花加工是整体叶轮的主要加工工艺方法之一，其中工具电极的制造是关键。研究了采用电铸技术制备电火花加工工具电极。由于电极结构复杂，电沉积时电场发生畸变，导致阴极表面的电场分布极不均匀，侧壁与底部结合处的电流密度远小于阴极表面其他地方的电流密度，针对这种情况，通过增加辅助阳极、屏蔽侧面等改善措施，成功制备了工具电极。关键词：电火花加工；电铸；电场；工具电极中图分类号：%&$$"!"#$%&’(’&)*+,’(%-

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5、工艺方法［Q，T］。带来了巨大的挑战。当前加工整体涡轮盘的工艺方法有：数控铣削、精密铸造、激光加工、电解和电火花本实验所做的工作主要是：整体叶轮叶盆、叶背加工等［"］。其中电火花加工作为一种拷贝式加工型面和阴极芯模的几何造型设计；电极之间的电场技术，由于加工精度高、加工过程中无作用力，且对分析以及针对根部薄弱的电场分布提出改善措施；于中、小批量的生产工艺过程相对简单，易实现而被最后制备电火花加工工具电极。认为是整体涡轮加工最有前途的工艺方法之一，受到了国内外普遍关注［!］。对整体涡轮的电火花加工来说，工具电极的制造是关键。电铸是一种利用金属离子沉积来制取产品的

6、工艺技术，具有很高的复制精度和重复精度。收稿日期：!##$O"#O#P基金项目：航空自然科学基金资助项目（#Q’R!#RP）江苏省自然科学基金资助项目（LS!##T##R）图"整体叶轮及叶轮上的叶片第一作者简介：韩锋，男，"UVU年生，硕士研究生。—!#—设计·研究《电加工与模具》"001年第!期!电铸工艺原理及实验系统整体涡轮弯扭叶片的型面数据是根据非定常三维黏性流体模型进行复杂的数值计算，并经试验修电铸工艺流程（图"）为：将导电芯模加工出所正得到的，一般无法用解析表达，只是通过给定叶片需零件形状的负像并作为阴极，置入电铸槽中进行若干截面型值点来描述。在’(

7、平台上，首先以涡电沉积，当沉积所得金属层足够厚时（约!!"轮轴向为!轴，径向为"轴和#轴且#轴穿过叶##），取出脱模，需要时在脱模前对其进行背衬处片来定义坐标系。接着用参数化$次)样条插值算理以增强整体刚性。法对给定型值点进行插值密集化处理［*］。再应用实验系统如图$所示，由电源、恒温单元、储液边界条件由曲线组生成曲面，继而生成光顺型面。槽、泵组成。最后实现芯模设计。过程简化表示为：确定坐标系!读数据点!型值点密集化处理!生成光滑的曲线!生成光顺曲面!生成阴极芯模!芯模装配（图+左）。实物芯模（图+右）通过数控机床铣削加工制备。图"电铸流程图图+理论和实物芯模

8、!%!电铸象形阳极实验方案采用以叶背型