螺纹电极表面设计对电火花-电解复合的气膜冷却孔加工的影响(含CAD图)(任务书,开题报告,外文翻译,论文说明书18000字,CAD图纸10张)
摘要
微孔的加工一直以来都非常困难，现有的加工工艺有电火花加工、电解加工、激光加工等，然而利用这些加工方法加工出来的微孔质量较差，存在残余应力、毛刺，加工后的孔壁会有重铸层、微裂纹、晶间腐蚀，孔口较粗糙等问题。气膜冷却孔是航空发动机冷却系统的关键部分，因此对新型特种加工技术的需求非常依赖，利用电火花-电解复合加工工艺对气膜冷却孔的加工非常有利。主要通过对电极的螺纹表面的螺距、螺旋角、齿形和表面的绝缘的设计实现有益的加工，提高加工效率和加工质量。利用UG、Ansys等软件通过建模和加工过程的流场运动仿真研究电蚀产物的运动状态，并现场加工观察加工后孔的质量。最终得到，较小的螺距，较深的螺纹槽，有利于电蚀产物的流出，提高孔的表面质量，防止电极二次放电，降低电极的损耗。
关键词：电火花-电解复合加工 螺纹电极 Fluent 流场仿真
Effect of Surface Design of Threaded Electrode on Film Cooling Hole Machining of EDM-ECM Composite
Abstract
The processing of micro-holes is more difficult, The existing processing technologies include EDM, electrochemical processing, laser processing, etc. However, the quality of micro-holes processed by these processing methods is poor, and there are residual stress and burrs. After processing, there will be problems such as recast layer, micro-cracks, intergranular corrosion, rough hole opening, etc. Film cooling hole is a key part of the cooling system of aero-engine, so the demand for new special processing technology is very dependent. It is very advantageous to process film cooling hole by EDM-ECM process, in which the processing quality of holes using threaded electrodes is better.Through the design of pitch, helix angle, tooth shape and surface insulation of the spiral surface of the electrode, the beneficial processing can be realized, and the processing efficiency and quality can be improved. UG, Ansys and other software were used to study the motion state of erosion products through modeling and Simulation of flow field movement in the process of machining, and the quality of holes after machining was observed in the field. Finally, the larger pitch is beneficial to the outflow of corrosion products, improve the surface quality of the hole, prevent the secondary discharge of the electrode, and reduce the loss of the electrode.
Keywords:EDM-ECM；Thread Electrode；Fluent；Flow Field Simulation
课题研究目的
本课题通过对螺纹电极的表面设计对电火花-电解复合的气膜冷却孔加工的影响的研究。利用旋转螺纹电极增强电解液在加工深度方向间隙。当螺纹电极高速旋转时，加工间隙内的电解液搅拌剧烈，电极表面的螺纹槽有利于电极轴向的电解流动。当电极顺时针方向旋转时，轴向速度使电解液流动，将电解产物和焦耳热从底部向上输出，清除被污染的电解液等。因此对螺纹电极表面的设计，确定合适的螺距和线型的螺纹有利于实现在加工过程中提高加工精度，减少电极磨损，最终加工符合技术要求的产品。
目录
摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 微孔加工的发展 2
1.2.1 微孔的机械加工 2
1.2.2 微孔的激光加工 2
1.2.3 微孔的电解加工 3
1.2.4 微孔的电火花加工 4
1.2.5微孔的电火花-电解复合加工 4
1.3 电火花-电解复合技术研究现状 5
1.4本课题研究内容、意义、目的 6
1.4.1研究意义 6
1.4.2课题研究目的 7
第二章 电极结构对电火花-电解复合加工理论基础研究 8
2.1电火花-电解复合加工原理及特点 8
2.2 圆柱管电极结构对电火花-电解复合加工影响 9
2.2.1加工流场模型的建立与仿真 9
2.2.2 仿真分析圆柱管电极对间隙压力流场影响 11
2.2.3 仿真分析圆柱管电极对间隙速度流场影响 13
2.3 螺纹管电极结构对电火花-电解复合加工影响 13
2.3.1螺纹电极研究 13
2.3.2模型的建立与网格划分 14
2.3.3理论模型基础 16
2.3.4流体模型边界条件 17
2.3.5仿真分析螺纹管电极对间隙压力流场影响 17
2.3.6 仿真分析螺纹管电极对间隙速度流场影响 20
2.4不同牙型螺纹电极对电火花-电解复合加工影响 21
2.5本章小结 23
第三章 仿真研究电火花-电解复合加工梯形螺纹工具电极结构 24
3.1 不同螺距的梯形螺纹电极对间隙流场影响 24
3.1.1仿真分析不同螺距螺梯形螺纹电极对间隙压力流场影响 25
3.1.2 仿真分析不同螺距梯形螺纹电极对间隙速度流场影响 26
3.2 不同螺纹槽深度对间隙流场影响 27
3.2.1 仿真分析不同槽深梯形螺纹电极对间隙速度流场影响 27
3.2.2仿真分析不同槽深梯形极对间隙压力流场影响 29
3.3本章小结 29
第四章 进口压力对孔锥度和材料去除率影响 30
4.1仿真分析不同进口压力对间隙流场影响 30
4.2 实验研究不同内冲液压力对孔锥度影响 32
4.3实验研究不同内冲液压力对材料去除率影响 34
4.4 成本经济分析 35
4.5 本章小结 35
第五章 总结及展望 36
参考文献 37
致谢 39
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