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逆向涡流发生器的微细电火花加工试验研究

张志伟  
【摘要】:逆向涡流发生器作为微型涡轮发动机叶片上的空间相贯群孔,将气体从入流孔引入,高速射向叶尖间隙泄漏流,抑制其泄露,使更多气体对叶轮做功,有效的提高了发动机的性能。 加工逆向涡流发生器时,需分别在曲面和斜面上加工微细群孔,对应群孔相贯,微细电火花加工技术作为微细加工领域的一个重要分支,是一种颇具竞争力的微细加工方法,具有无宏观作用力的显著特点,可方便地实现曲面或斜面上微小孔加工。但采用该方法加工时,曲面和斜面上对应群孔较难精确定位,群孔深度亦无法准确确定,对加工造成一定难度。所以,本文以加工逆向涡流发生器为主线,采用微细电火花加工方法对曲面和斜面上微群孔的加工进行了试验研究。 全文的主要研究内容如下: 1.完善微细电火花加工系统:为实现逆向涡流发生器的精确定位,根据逆向涡流发生器的设计制作装夹系统并采用光化学腐蚀的方法制作出截面尺寸为150×150μm和100×100μm的紫铜工具电极; 2.加工斜面上微细群孔:为获得实现定深度加工的电极损耗规律,在不锈钢斜面上进行微细群通孔加工,并通过试切法和二次装夹进行相贯群孔的加工,总结实现斜面上相贯群孔的加工工序,为逆向涡流发生器加工提供基础;为提高斜面上阵列群孔的加工效率,改进工具群电极,在不锈钢和纯钛斜面上进行10×10阵列通孔的加工。 3.加工逆向涡流发生器:通过改进斜面上微细相贯群孔加工工序,经多次试验,成功加工出逆向涡流发生器发生器,出、入口尺寸分别约为150×150μm、200×200μm,基本满足设计要求; 4.测试逆向涡流发生器加工效果:组建了测试实验系统,对逆向涡流发生器进行加工效果测试。 通过一系列的试验研究得出结论:微细电火花加工有效地解决了逆向涡流发生器等非水平面上微群孔加工的技术难题,为将来工程应用提供了一种储备技术。


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