An electrode design method for precision electrochemical machining of the front and rear edges of blades belongs to the field of electro machining. According to the surface of the blade, the method makes the electrode and generates the three-dimensional model of the electrode. The ANSYS simulation software is used to calculate the electric field intensity by the curvature of the equal offset of the cathode. The electric field density is calculated by Faraday's law, and the ideal conductivity of the cathode surface is obtained from the electric field intensity and the current density. The surface conductivity of the concentrated area of cathode electric field is changed by surface treatment, and the ideal blade is obtained by electrochemical machining. By changing the electrical conductivity of the front and rear edge regions of the blade, this method avoids the problem that the electrochemical machining precision is difficult to guarantee because of the electric field concentration and fluency disorder in the front and rear regions. It can effectively reduce the difficulty of the electrode design, improve the agreement degree of the first design of the electrode, and reduce the number of electrode iterations in the process development. The machining accuracy of the front and rear edges of the blade can be improved, so that precision electrochemical machining can meet the requirements of product quality.
【技术实现步骤摘要】
一种叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法
本专利技术涉及电加工
,具体涉及一种叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法。
技术介绍
随着航空工业的飞速发展,大量的先进加工技术被引用到航空发动机的生产中,电解加工应用于整体叶盘和叶片的精密高效加工,与数控铣削方法相比有着效率高、加工高强度/高硬度材料时电极(刀具)无损耗的优势。在传统的叶片成型电极设计中,电极加工区材料通常为单一金属材料,电极参与加工部分电导率处处相等。在电极形状设计时,通常采用cosθ法,但是cosθ法只是基于电场理论的一般性法则,且在θ角大于450时不再适用。而电解加工过程受到电场、流场、温度、电解产物等多种因素综合影响,使得叶片前后缘部位的加工精度难以保证。而针对进排气边缘区域,大都采用电位为位函数的偏微分方程数学模型,通过确定加工区域的闭合边界,在边界条件上体现流场、电解场等影响。但对该方程的精确求解却十分困难。另外,在电极迭代过程中,需要利用五轴数控高速铣对电极型面进行多次修正,对铣削加工精度要求极高,且不能保证修整到理想的型面状态。因此,传统电极设计方法使得叶片前后缘部位的加工精度难以保证。在整体叶盘或叶片叶身型面电解加工中,由于叶片进排气边缘所处位置特殊、曲率半径较小、轮廓形状复杂,其电解溶解特性与叶身型面存在较大差异,电解加工成型规律更加复杂,进排气边缘的精密加工困难。
技术实现思路
针对现有技术出现的问题,本专利技术的目的是提供一种叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法,该方法特别适用于整体叶盘或叶片类零件的前后缘的加工。该方法通过改变叶片成型电极前后缘区域的电导率,避免了由于前 ...
【技术保护点】
一种叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,根据所加工的叶片的型面,制造出电极,所述的电极包括叶盆电极和叶背电极;所述的叶盆电极和叶背电极均为耐腐蚀金属材料,叶盆和叶背的型面为所加工的叶片叶身型面的等量偏置;步骤2,根据制造出的电极各截面数据点,采用三维模拟软件,生成电极三维模型;步骤3,对生成的电极三维模型,采用ANSYS仿真软件,以叶盆电极作为叶盆阴极,以叶背电极作为叶背阴极,根据叶盆阴极等量偏置处等位面的曲率,计算叶盆阴极等量偏置处等位面的电场强度,同时,根据叶背阴极等量偏置处等位面的曲率,计算叶背阴极等量偏置处等位面的电场强度;步骤4,根据叶片叶身型面预留余量、叶盆阴极的进给速度、叶背阴极的进给速度,利用法拉第定律计算阴极型面各处的电流密度;步骤5,根据计算出的阴极等量偏置处等位面的电场强度和计算出的电流密度,计算得到阴极型面各处理想的电导率;步骤6,采用表面处理方式改变叶背阴极和叶盆阴极电场集中区域的表面电导率,得到表面改性后的阴极,表面改性后的阴极在电解加工过程中,控制各反应区域参与电化学反应的电流密度,从而影响电化学反应速率,最后得到理想的 ...
【技术特征摘要】
1.一种叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,根据所加工的叶片的型面,制造出电极,所述的电极包括叶盆电极和叶背电极;所述的叶盆电极和叶背电极均为耐腐蚀金属材料,叶盆和叶背的型面为所加工的叶片叶身型面的等量偏置;步骤2,根据制造出的电极各截面数据点,采用三维模拟软件,生成电极三维模型;步骤3,对生成的电极三维模型,采用ANSYS仿真软件,以叶盆电极作为叶盆阴极,以叶背电极作为叶背阴极,根据叶盆阴极等量偏置处等位面的曲率,计算叶盆阴极等量偏置处等位面的电场强度,同时,根据叶背阴极等量偏置处等位面的曲率,计算叶背阴极等量偏置处等位面的电场强度;步骤4,根据叶片叶身型面预留余量、叶盆阴极的进给速度、叶背阴极的进给速度,利用法拉第定律计算阴极型面各处的电流密度;步骤5,根据计算出的阴极等量偏置处等位面的电场强度和计算出的电流密度,计算得到阴极型面各处理想的电导率;步骤6,采用表面处理方式改变叶背阴极和叶盆阴极电场集中区域的表面电导率,得到表面改性后的阴极,表面改性后的阴极在电解加工过程中,控制各反应区域参与电化学反应的电流密度,从而影响电化学反应速率,最后得到理想的叶片。2.如权利要求1所述的叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法,其特征在于,所述的步骤1中,所述的耐腐蚀金属材料为不锈钢或铜钨合金。3.如权利要求1所述的叶片前后缘精密电解加工电极的设计方法,其特征在于,所述的步骤1中,所述的等量偏置...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘海波,桓恒,郑鑫,陈东,张亚华,
申请(专利权)人:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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