整体叶盘精密电解加工辅助阳极设计方法研究 被引量：1

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作者 程新想 赵建社 +3 位作者 岳磊 苏庆怀 王忠恒 黄佳 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期95-100,109,共7页

杂散腐蚀是影响整体叶盘型面精密电解加工精度的重要因素,辅助阳极可以有效抑制相邻已加工叶片的杂散腐蚀,进而提高叶片加工精度。针对中小型航空发动机整体叶盘叶间通道狭窄扭曲导致辅助阳极设计困难的问题,提出了一种辅助阳极结构设... 杂散腐蚀是影响整体叶盘型面精密电解加工精度的重要因素,辅助阳极可以有效抑制相邻已加工叶片的杂散腐蚀,进而提高叶片加工精度。针对中小型航空发动机整体叶盘叶间通道狭窄扭曲导致辅助阳极设计困难的问题,提出了一种辅助阳极结构设计方法,该方法通过优化工具阴极进给路径实现了辅助阳极的优化设计。试验结果表明,采用该方法设计的辅助阳极在开展整体叶盘电解加工试验时,阴极组件可以顺利进给至加工起始位置,加工后叶片表面光滑,无明显杂散腐蚀痕迹,有效提高了整体叶盘的加工精度。 展开更多

关键词 整体叶盘 精密电解加工(PECM) 辅助阳极 粒子群优化算法(PSO) 杂散腐蚀

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高频脉冲电解加工双电压波形模型研究与验证

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作者 袁立新 赵建社 杨浩骏 《电加工与模具》 北大核心 2025年第S1期46-49,共4页

高频脉冲电源的矩形波形对于提高电解加工精度至关重要,而在常规大电流电解加工过程中,高频脉冲电源单电压矩形波上升缓慢,电流脉动效果得不到充分体现,限制了电解加工效率和精度的提升。为解决此问题,首先对高频脉冲电解加工单电压波... 高频脉冲电源的矩形波形对于提高电解加工精度至关重要,而在常规大电流电解加工过程中,高频脉冲电源单电压矩形波上升缓慢,电流脉动效果得不到充分体现,限制了电解加工效率和精度的提升。为解决此问题,首先对高频脉冲电解加工单电压波形的机理进行了分析,提出了一种高频脉冲电解加工的双电压波形模型,并通过仿真和实际电路验证了效果。结果表明,双电压波形模型可显著加快高频脉冲电源的矩形波上升速度,提高电解加工电流的脉动效果,从而有效提升电解加工效率和精度。 展开更多

关键词 电解加工 高频脉冲电源 矩形波

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手术刀刃口电解磨削复合加工成形机理研究

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作者 周金鑫 赵建社 +3 位作者 杨浩骏 王忠恒 张雪冬 管伟东 《电加工与模具》 北大核心 2025年第S1期75-80,共6页

针对磨削加工的刃口锋利度较差这一难题,开展了电解磨削复合加工技术的研究。以球形刃口手术刀为研究对象,基于有限元仿真建立了加工间隙电场分布模型,提出了刃口去毛刺工艺方案并开展手术刀刃口电解磨削加工试验。结果表明,当设定加工... 针对磨削加工的刃口锋利度较差这一难题,开展了电解磨削复合加工技术的研究。以球形刃口手术刀为研究对象,基于有限元仿真建立了加工间隙电场分布模型,提出了刃口去毛刺工艺方案并开展手术刀刃口电解磨削加工试验。结果表明,当设定加工电压18 V、占空比50%、越程量0.02 mm的条件时,能够实现电化学作用与机械磨削作用之间的平衡,从而保证刃口锋利度的同时避免出现毛刺,显著提高刃口的加工质量。 展开更多

关键词 电解磨削 锋利度 手术刀刃口加工 成形机理

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超声辅助/复合多能场加工技术研究综述

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作者 朱永伟 陈美伶 +2 位作者 韩昇 胡辰 赵建社 《航空制造技术》 北大核心 2025年第1期38-53,共16页

随着科技的飞速进步,难加工材料、异形面零部件得到广泛应用,传统切削技术难以(或不能)解决不断涌现的加工难题。超声、激光、放电及电解加工等特种加工方法可有效解决此类技术难题。单一加工技术各有优点,但均有其局限性,如切削加工高... 随着科技的飞速进步,难加工材料、异形面零部件得到广泛应用,传统切削技术难以(或不能)解决不断涌现的加工难题。超声、激光、放电及电解加工等特种加工方法可有效解决此类技术难题。单一加工技术各有优点,但均有其局限性,如切削加工高硬材料难度大,加工效率及精度差;超声加工只对硬脆性材料效果显著;放电成形及线切割加工总体效率较低且有表面变质层;常规参数电解加工精度不够高且存在环境保护问题。在实践中,将超声效应有效辅助/复合的多能场加工方法具有多技术复合优势。本文针对超声辅助切削、超声辅助激光、超声复合放电、超声复合电解及超声复合机械–电解–放电等多能场加工的机理、技术特点及应用现状进行系统分析与综述。超声辅助切削加工可显著减小切削力、切削热,改善排屑条件,减小(或避免)加工表面缺陷,有效提高加工精度与效率;超声辅助激光加工可有效解决产物排出及表面质量问题;超声复合放电加工可在保证加工精度的同时有效提高加工效率,同时超声的抛磨作用可改善放电加工表面质量;因超声效应可增强和改善电解极间作用效果,提高材料电解去除的非线性,超声复合电解加工在具有较好的加工速度及表面质量的同时,加工精度可得到明显提高;超声复合机械–电解–放电等多能场加工方法的参数相互作用可“存利去弊”,具有多技术复合优势。通过多能场各参数的优化协调,可对不同性能材料与加工要求的难加工零部件实现优化加工。本文对超声辅助/复合多能场加工特点、技术指标及实际应用进行了较系统的归纳与总结,分析其存在问题,探讨有效解决措施,对未来的相关研究工作进行分析与展望。 展开更多

关键词 超声加工 复合电加工 机械–电解–放电 辅助切削 多能场加工

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窄通道整体叶轮套料电解加工过程稳定性研究 被引量：1

5

作者 张群 赵建社 +2 位作者 张昌昊 王忠恒 柳世豪 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第14期76-82,共7页

等截面叶片整体叶轮广泛应用在航天及武器装备发动机上,套料电解加工在降低等截面叶片加工成本和提高加工效率方面具有显著优势。针对窄通道整体叶轮套料电解加工过程中存在的稳定性问题,创新设计了复合阴极和封闭式流场工装夹具,据此... 等截面叶片整体叶轮广泛应用在航天及武器装备发动机上,套料电解加工在降低等截面叶片加工成本和提高加工效率方面具有显著优势。针对窄通道整体叶轮套料电解加工过程中存在的稳定性问题,创新设计了复合阴极和封闭式流场工装夹具,据此开展了电解加工验证试验。试验结果表明,复合阴极能有效解决叶顶圆和叶根圆叶片间距差异大带来的不稳定问题,封闭式流场改善了加工区域电解液压力及流速分布均匀性,叶片加工表面质量高、加工过程稳定,为窄通道整体叶轮优质高效电解加工奠定了技术基础。 展开更多

关键词 整体叶轮 套料电解加工 复合阴极 加工稳定性 窄通道

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复杂型腔电解加工成形规律分析及试验研究

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作者 杨柳柳 王忠恒 +1 位作者 刘超 赵建社 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第18期46-53,共8页

电解加工适用于包含复杂型腔的难加工材料整体构件的高效加工,但复杂型腔电解加工时加工余量的分布需进一步深入研究。针对阴极曲面上各点法向与进给方向夹角不同时工件成形过程存在差异的问题,对阴极建立特定夹角处加工间隙的微分方程... 电解加工适用于包含复杂型腔的难加工材料整体构件的高效加工,但复杂型腔电解加工时加工余量的分布需进一步深入研究。针对阴极曲面上各点法向与进给方向夹角不同时工件成形过程存在差异的问题,对阴极建立特定夹角处加工间隙的微分方程,模拟不同法向与进给方向夹角,并采用规则形状阴极开展直流电解加工和脉冲振动耦合电解加工工艺对比试验,以优选合适的微分方程模拟复杂型腔在上述加工模式下的成形过程。研究成果已应用于闭式整体叶盘叶间流道的电解加工。 展开更多

关键词 复杂型腔 电解加工 成形规律 加工间隙 数值分析 整体叶盘

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三通阀门内腔磨粒流光整加工流场仿真分析与试验验证

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作者 刘彦磊 孙玉利 +4 位作者 杨范轩 汪洪峰 范武林 胡鸿 左敦稳 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期130-138,共9页

目前,三通阀门内腔多采用手工抛光技术,加工效率低,劳动强度大且环境友好性差。针对上述问题,本文开展三通阀门内腔磨粒流光整加工流场仿真分析与试验验证。通过建立流场仿真模型,对比了有芯模和无芯模情况下的流场分布,研制了专用的仿... 目前,三通阀门内腔多采用手工抛光技术,加工效率低,劳动强度大且环境友好性差。针对上述问题,本文开展三通阀门内腔磨粒流光整加工流场仿真分析与试验验证。通过建立流场仿真模型,对比了有芯模和无芯模情况下的流场分布,研制了专用的仿形夹具,并进行了试验验证。试验结果显示,使用芯模时阀门内壁面的粗糙度显著降低,大端降低率为77.79%,小端为77.26%,远超过无芯模加工的降低率(大端15.05%,小端11.62%)。因此,使用芯模不仅显著提高了加工质量,还提升了加工效率。 展开更多

关键词 三通阀门 磨粒流 仿真分析 夹具设计 表面粗糙度

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串列叶栅整体叶轮套料电解加工流场仿真优化与试验验证

8

作者 任梓源 赵建社 +2 位作者 颜鑫 王圯帆 张昌昊 《电加工与模具》 北大核心 2025年第3期37-42,共6页

针对某型串列叶栅整体叶轮在套料电解加工中流场分布不均问题,提出一种基于液态密封的多入口辅助供液流场结构,对不同的辅助入口供液压力进行流场仿真优化与试验验证。结果表明,采用增设液态密封辅助供液可有效提高流场分布均匀性与加... 针对某型串列叶栅整体叶轮在套料电解加工中流场分布不均问题,提出一种基于液态密封的多入口辅助供液流场结构,对不同的辅助入口供液压力进行流场仿真优化与试验验证。结果表明,采用增设液态密封辅助供液可有效提高流场分布均匀性与加工稳定性,叶片加工区两侧流速最大差值由5.264 m/s降至1.81 m/s,阴极两侧均未出现产物堆积情况,电解加工过程稳定。 展开更多

关键词 整体叶轮 套料电解加工 辅助供液 流场结构

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基于粒子群算法的整体叶盘旋转套料电解加工路径优化

9

作者 苏庆怀 岳磊 +2 位作者 黄佳 程新想 赵建社 《电加工与模具》 北大核心 2025年第4期39-44,共6页

精密电解加工已成为难加工材料整体叶盘的重要加工方法,在精密电解加工前需采用套料电解加工去除大部分材料,其余量分布情况直接影响后续叶片型面电解加工精度,而加工路径是影响叶片余量分布的关键因素。为提高整体叶盘旋转套料电解加... 精密电解加工已成为难加工材料整体叶盘的重要加工方法,在精密电解加工前需采用套料电解加工去除大部分材料,其余量分布情况直接影响后续叶片型面电解加工精度,而加工路径是影响叶片余量分布的关键因素。为提高整体叶盘旋转套料电解加工后叶片余量分布均匀性,提出了一种基于粒子群算法的多轴协同加工路径设计方法,通过优化参数组合确定多轴协同套料电解加工路径并开展验证实验。结果表明,采用多轴协同加工路径的叶片叶盆、叶背最大余量差分别为1.61 mm和1.56 mm,验证了多轴协同加工路径设计方法的有效性。 展开更多

关键词 整体叶盘 旋转套料 加工路径 粒子群算法

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阵列变截面球槽结构电解加工流场设计及试验研究 被引量：3

10

作者 严丁虎 赵建社 +2 位作者 张昌昊 高伟正 朱寅 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第23期2824-2831,共8页

变截面球槽结构表面硬度高、三维形状复杂,采用电解加工具有较好的技术经济优势,但其加工精度和加工稳定性受流场影响比较明显。为提高电解液流场均匀性,基于流场仿真分析探讨了通液方式、流道结构对流场分布的影响规律,并开展了电解加... 变截面球槽结构表面硬度高、三维形状复杂,采用电解加工具有较好的技术经济优势,但其加工精度和加工稳定性受流场影响比较明显。为提高电解液流场均匀性,基于流场仿真分析探讨了通液方式、流道结构对流场分布的影响规律,并开展了电解加工试验研究。仿真和试验结果表明:采用定向流道供液的分域通液方式有利于提高流场稳定性和流速分布一致性,可以有效提高工艺稳定性;优化出入口流道结构可以进一步提高球槽表面质量,能够满足加工稳定性和加工精度要求。 展开更多

关键词 变截面球槽 电解加工 流场设计 流道结构

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扭转叶片整体叶盘旋转套料电解余量均匀化加工技术研究 被引量：4

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作者 高伟正 赵建社 +2 位作者 岳磊 程新想 张昌昊 《电加工与模具》 2023年第6期35-41,共7页

扭转叶片整体叶盘广泛应用在航空发动机上,而旋转套料电解加工在整体叶盘叶间通道大余量高效去除方面具有显著优势。针对扭转叶片整体叶盘旋转套料电解加工后存在的余量分布不均匀问题,提出了一种基于侧面间隙预测的变电压均匀化余量旋... 扭转叶片整体叶盘广泛应用在航空发动机上,而旋转套料电解加工在整体叶盘叶间通道大余量高效去除方面具有显著优势。针对扭转叶片整体叶盘旋转套料电解加工后存在的余量分布不均匀问题,提出了一种基于侧面间隙预测的变电压均匀化余量旋转套料电解加工方法,通过电场仿真确定侧面间隙和电压之间的关系,并开展了恒定电压与变电压旋转套料电解加工对比试验。结果表明,采用变电压加工后扭转叶片的最大余量差值由1.63 mm降至1.12 mm,余量分布情况得到显著改善,为后续叶片型面电解精加工奠定技术基础。 展开更多

关键词 扭转叶片整体叶盘 旋转套料 变电压 余量分布

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整体式蜂窝阵列孔电解加工试验研究 被引量：1

12

作者 柳世豪 赵建社 +2 位作者 张昌昊 何超 王陈 《电加工与模具》 2022年第6期25-31,共7页

针对整体式蜂窝阵列孔电解加工过程中孔壁尺寸控制难题,以壁厚沿孔轴线变化的阵列蜂窝孔为研究对象,对蜂窝孔壁电解成形壁厚尺寸控制进行电场和流场仿真。结果表明:改变阴极加工刃结构、进给速度参数等措施能有效调控侧面加工间隙,进而... 针对整体式蜂窝阵列孔电解加工过程中孔壁尺寸控制难题,以壁厚沿孔轴线变化的阵列蜂窝孔为研究对象,对蜂窝孔壁电解成形壁厚尺寸控制进行电场和流场仿真。结果表明:改变阴极加工刃结构、进给速度参数等措施能有效调控侧面加工间隙,进而控制壁厚成形尺寸;附加阴极振动能够改善加工间隙流场,从而提高壁厚成形尺寸一致性。基于仿真优化结果开展整体式蜂窝阵列孔电解加工试验,可控制蜂窝孔壁成形精度在±0.04 mm。 展开更多

关键词 蜂窝阵列孔 电解加工 阴极设计 振动进给

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阴极结构要素对叶片前后缘电解加工精度的影响研究 被引量：1

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作者 何超 赵建社 +2 位作者 王忠恒 岳磊 柳世豪 《电加工与模具》 2023年第1期32-37,共6页

为探究阴极结构设计要素对叶片前后缘电解加工精度的影响,基于前后缘圆角半径和轮廓余量大小设计了圆形中分阴极结构,结合前期工艺试验确定了前后缘阴极半径和阴极圆心与前后缘圆心的竖直高度为加工精度的阴极结构要素,通过电场仿真分... 为探究阴极结构设计要素对叶片前后缘电解加工精度的影响,基于前后缘圆角半径和轮廓余量大小设计了圆形中分阴极结构,结合前期工艺试验确定了前后缘阴极半径和阴极圆心与前后缘圆心的竖直高度为加工精度的阴极结构要素,通过电场仿真分析和工艺试验进行了验证。结果表明,合理调整阴极结构要素可有效改善叶片前后缘处电场分布均匀性与前后缘电解加工精度,优选阴极结构要素后的叶片前后缘加工精度可达±0.04 mm。 展开更多

关键词 叶片加工 精密电解 阴极结构要素

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CFRP切削加工力热特性建模预测研究进展

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作者 郭南 陈燕 +4 位作者 钱宁 孟祥军 晏超仁 刘元吉 勾江洋 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第22期44-59,共16页

碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)在航空航天领域中的应用越来越广泛,其切削加工性能引起了研究人员的广泛关注。对切削过程中的切削力或切削温度的精确预测,是验证有限元仿真模型准确性的基础,同时也... 碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)在航空航天领域中的应用越来越广泛,其切削加工性能引起了研究人员的广泛关注。对切削过程中的切削力或切削温度的精确预测,是验证有限元仿真模型准确性的基础,同时也是理解和优化切削过程的重要手段。因此,对CFRP切削过程力热特性建模预测方面进行综述,有助于研究人员掌握CFRP切削加工过程并提供借鉴。主要介绍了材料本构及损伤失效模型建立过程及方法,并综述了不同模型在正交切削、钻削及铣削过程力热特性预测结果。最后总结了目前有限元力热特性仿真预测模型的研究结论,并指出了该领域存在的问题和需要进一步探索的方向。 展开更多

关键词 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP) 有限元仿真(FEM) 力热特性 建模预测 切削

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电子束重熔对熔丝沉积钛合金表面组织及性能的影响 被引量：1

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作者 迮颖 朱梦婷 +3 位作者 孙世豪 陶学伟 张保森 姚正军 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期164-171,共8页

目的通过表面重熔处理解决沉积钛合金固有组织引起的表面磨损不均及摩擦不稳定的难题,以拓宽沉积钛合金的应用领域。方法采用电子束重熔工艺对熔丝沉积Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。利用体式显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪等分析... 目的通过表面重熔处理解决沉积钛合金固有组织引起的表面磨损不均及摩擦不稳定的难题,以拓宽沉积钛合金的应用领域。方法采用电子束重熔工艺对熔丝沉积Ti6Al4V钛合金表面进行改性处理。利用体式显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪等分析重熔前后钛合金表层的宏观形貌、显微组织及物相组成变化,运用纳米压痕仪及摩擦磨损试验机考察重熔层的表面纳米力学性能及耐磨性能,并采用三维光学轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨损形貌特征。结果经电子束重熔处理后,熔丝沉积钛合金沉积方向表面组织由不均匀的α+β组成的网篮组织及魏氏组织转变为均匀分布的细针状马氏体(α’)。重熔处理试样表面纳米硬度均匀,且得到明显提升,达3.8 GPa,相较于未重熔试样提高了15%以上,表现出较高的硬弹性。重熔层具有稳定的摩擦系数和较优的耐磨性,其平均摩擦系数为0.45,磨损率为3.59×10^(-13)mm^(3)/(N·m),相较于未重熔试样,分别降低了19.6%和22.1%,其磨损机理以磨粒磨损、氧化磨损及粘着磨损为主。结论电子束重熔工艺能够有效改善熔丝沉积钛合金沉积方向的表面组织均匀性,可获得优异的表面力学性能及摩擦性能。 展开更多

关键词 电子束重熔 熔丝沉积 钛合金 组织均匀性 耐磨性

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振动进给对表面小微结构电解加工流场的影响 被引量：3

16

作者 王陈 赵建社 +2 位作者 强智明 张昌昊 柳世豪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1191-1198,共8页

为研究振动进给对表面小微结构电解加工流场的影响,以薄片表面小微结构为研究对象,建立了电解加工多场耦合仿真模型,对持续进给和振动进给条件下微结构电解加工过程进行仿真,并开展工艺试验,研究了振动进给对流场的影响规律。结果表明,... 为研究振动进给对表面小微结构电解加工流场的影响,以薄片表面小微结构为研究对象,建立了电解加工多场耦合仿真模型,对持续进给和振动进给条件下微结构电解加工过程进行仿真,并开展工艺试验,研究了振动进给对流场的影响规律。结果表明,耦合间断放电的振动进给可保证电源开通前电解液更新为电导率分布均匀的初始状态;随着加工深度的增加,振动运动对流场的扰动减弱,而沿程气泡分布趋于均匀;对于加工深度在0~0.5 mm的表面微结构,振幅为0.3 mm、频率为40 Hz的振动进给运动对流场条件改善效果较好,有利于提高薄片表面小微结构电解加工过程稳定性、表面质量以及尺寸一致性。 展开更多

关键词 小微结构 精密电解加工 振动进给 流场

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