叶片型面精密振动电解加工工艺研究

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1、——一垦呈曼至垒垦鱼塑．．j!!：丝叶片型面精密振动电解加工工艺研究黄明涛，张明岐，程小元，傅军英，李红英，张志金(中国航空制造技术研究院，北京100024)[摘要】采用电解加工工艺对叶片型面进行加工，可以有效提高发动机叶片加工效率，降低生产成本。针对GH4169G合金叶片型面，开展了精密振动电解加工试验研究。结果表明：高频脉冲电流和阴极机械振动具有改善极间流场特性、降低阳极钝化和阴极的产物吸附的作用，可以大幅改善加工效果；采用参数组加工电压15V、阴极振动频率25Hz、开通角度尺。150。～195。、脉冲频率3000Hz时，获得最优的型面加工质量，型面轮廓度为一0．012～+0．013mm，

2、表面粗糙度值为0．519m，证明精密振动电解加工工艺满足叶片型面的加工要求。关键词：高温合金；叶片；精密振动电解StudyontheProcessofPECMBladeSurfaceHUANGMingtao，ZHANGMingqi，CHENGXiaoyuan，FUJunying，LIHongying，ZHANGZhijin(AVICManufacturingTechnologyInstitute，Beijing100024，China)【ABSTRACT】Bladescanbeshapedbypreciseelectrochemicalmachiningwithshortproductionc

3、ycleandlowproduc—tioncosts．AseriesofexperimentsusingthismachiningmethodisperformedonGH4169Galloyblades．Theresultsindi—catedthatthecharacteristicsofflowfieldbetweenelectrodeandcathodearesignificantlyimproved．Electrodepassivationisreducedandhighsurfacemachiningqualityisobtained．Theoptimumparametersare

4、voltageof15v,electrodevibratingfrequencyof25Hz，openingangleof150。-195。，pulsefrequencyof3000Hz．Bladesproducedwithprofiletoleranceof一0．012一+0．013ramandroughnessofR。0．51gmmeetthemachiningrequirements．Keywords：Hightemperaturealloy；Blade；PrecisevibratingelectrochemicalmachiningDohl0．16080／j．issnl671．833x

5、．2017．10．075叶片是航空发动机中的关键零件，对发动机的性能如推力、燃油效率、使用寿命等起关键作用⋯。例如压气机叶片，叶型呈弯扭复合形状，叶身薄’冈0度差，叶片进、排气边缘曲率变化大；材料难切削，多采用高温镍基合金、钛合金等；先进发动机高推比性能xCnt片的精度、表面质量等方面的技术要求非常苛刻，加工制造难度非常大。目前在工业生产中普遍采用的叶片加工方法有数控加工、精密锻造、电解加工等，其中电解加工以其高效率、高重复性的特点已成为国外压气机及风扇叶片叶型批量生产的主要工艺技术之一[2-41o1精密振动电解加工原理精密振动电解加工通过电极进给过程中的振动与电源脉冲输出的匹配，直接实现了小

6、间隙加工，大间隙冲刷，是在脉冲电解加工基础上发展起来的一项先进的制造技术，大幅提高了传统电解加工的精度，在军民用产品领域均有广泛的应用前途[5-71。精密振动电解加工阴极振动的引入、间歇式的加工方式，以及脉冲电流对加工间隙中电解液流场的扰动作用，大大提高了电解加工小间隙电解液的冲刷、传质水平，解决了连续直流或一般脉冲电解加工中遇到的流场保证困难、为了均化流场而导致的工艺工装复杂等问题，使得加工复杂的三维型面时也能达到较小和稳定的加工间隙，型面加工精度得以提高，可以实现型面的终成形。因此采用先进的精密振动电解加工工艺进行叶片型面加工具有重要意义18-91。2叶片型面精密振动电解加工2．1NT方案

7、加工对象是弯扭和超薄的叶片，叶片材料为高温合金(GH4169G)，叶片型面尺寸约为38mmX35mm(长x宽)，叶型根部最厚约为2．7mm，尖部最薄约为0．8mm，叶型弯曲角度约为5。，扭转角度约为4。；要求型面轮廓度为0．06mm，表面粗糙度为R0．601am。叶片型面加工在精密振动电解试验设备上进行。该设备采用高频窄脉冲电源，具有完善的纳秒级短路2017年第10期·航空制造技术75保护系统，可