高转速螺旋电极微细电解钻削加工仿真及试验研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2017年第4期高转速螺旋电极微细电解钻削加工仿真及试验研究+牛静然，郭春生，刘勇，李名鸿，曲芳仪(山东大学力学与机电装备联合工程技术研究中心，威海264209)摘要：航空发动机镍基合金叶片上的深小孔加工一直是航空制造业中难以解决的问题。介绍了一种用于深小孔加工的微细电解高效钻孔工艺。为了研究微细电解钻削加工过程中高转速螺旋微电极对深小孔加工精度和加工效率的影响规律，对加工间隙流场进行了仿真研究。仿真结果表明，一定转速下在电极表面所形成的绝缘气膜，可以极大减小甚至消除孔壁的二次电解作用，

2、大幅提高加工精度；同时，加工区外的新鲜电解液因负压作用被强行压入加工间隙内，强化传质作用明显，可显著提高加工效率。最后，试验验证了以上仿真结论的正确性，表明微细电解高效钻削加工工艺在深小孔加工方面有着巨大的发展潜力和广泛的应用前景。关键词：微细电解钻削；高转速螺旋电极；仿真；间隙流场；气膜中图分类号：TG662文献标志码：A文章编号：1671_3133(2017)04---0006----05DoI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2017．04．002Simulationandexperimentalstudyonmicroelectrochem

3、icaldrillingprocessbyusingahighspeedspiralelectrodeNiuJingran，GuoChunsheng，LiuYong，LiMinghong，QuFangyi(AssociatedEngineeringResearchCenterofMechanics&MechatronicEquipment，ShandongUniversity，Weihai264209，Shandong，China)Abstract：Fabricationofdeepandmicroholesonthenickel—basedsuperalloybla

4、deofaeroenginehasbeenadifficultprobleminthefieldofaviationmanufacturing．Anelectrochemicaldrillingprocessforfabricatingdeepandmicroholeswithhighefficiencyisintroduced．Inordertostudytheinfluencesofhighspeedmicrospiralelectrodeonmachiningaccuracyandmachiningefficiency，thesimulationofthegap

5、flowfieldarecarriedout．Thesimulationresultsshowthegasfilmwithgoodinsulationeffectaroundtheelectrodecaneliminatethesecondelectrolysisoftheholewallandimprovethemachiningaccuracygreatly．Inaddition，thefreshelectrolyteoutsidewereforcedintothemachiningareaduetothenegativepressure．Enhancedmass

6、transferisperformedwell，whichcanimprovethemachiningefficiencysignificantly．Finally，thesimulationresultsabovewereverifiedbytheexperiments，whichshowsthatthemicroelectrochemicaldrillingprocessforfabricatingdeepandmicroholeshasahugepotentialandbroadapplicationprospects．Keywords：microelectro

7、chemicaldrilling；highspeedspiralelectrode；simulation；gapflowfield；gasfilm0引言用传统的机械加工方法在难切削的材料上加工深小孔是很困难的，因此航空发动机镍基合金叶片上的深小孔加工一直是航空制造业中难以解决的问题‘1

8、。目前，深小孔加工方法可分为两大类：传统机械加工方法与特种加工方法。特种加工方法又包括高速电火花穿孔、微细电解加工、激光打孔和电子束加工等旧1。电解加工以其加工速度快，表面质量好，加工后工件无应力和变形，以及无工具损耗等优点在航空制造领域中发挥着重要的作用【lj。目前