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复杂型面电火花加工CAM技术研究

吴勇  
【摘要】:涡轮盘类零件和发动机机匣在航空航天发动机起着不可替代的作用,它直接关系到动力系统的性能、可靠性和成本。这两类零部件不仅形状复杂,加工精度要求很高,而且通常是用钛合金、高温合金等难加工材料来加工制造,用传统的机械加工方法难以取得令人满意的效果。电火花加工已成为闭式整体涡轮叶盘加工最有效的方法,同时在发动机机匣加工中也具有良好的应用前景。本文将对闭式整体涡轮叶盘类零件电火花成形加工和机匣类零件电火花铣削加工进行研究。 成形电极设计和制造是闭式整体涡轮叶盘电火花加工的关键环节,直接关系到涡轮盘的加工精度、加工效率和成本。本文针对闭式整体涡轮叶盘的结构特点,在商用CAD/CAM软件Unigraphics平台上通过二次开发设计了一套涡轮盘电火花加工成型电极设计系统,用于自动生成成形电极模型。该系统包括电极初步设计、减厚处理、电极剖分、电极基座设计和电极运动轨迹搜索等模块。 在电火花铣削加工工艺研究的基础上,建立了电火花铣削加工CAM系统。针对电火花铣削加工存在的电极损耗,研究了电火花铣削加工电极损耗补偿技术,在等损耗加工基础上建立了电极损耗补偿模型,并根据所建立的电极损耗补偿模型,创建了电极损耗补偿软件。 文章最后进行了闭式整体涡轮盘电火花加工实验和电火花铣削加工实验。通过加工出合格的闭式整体涡轮叶盘样件,证明了本文开发的电极设计系统的可靠性和实用性。通过进行电火花铣削加工对比实验,结果表明,按照本文提出的电极损耗补偿模型进行补偿之后,加工精度较未添加补偿前有较大的提高。


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