徐 波,干为民,褚辉生

(常州工学院江苏省数字化电化学加工重点建设实验室,江苏常州213002)

数控电解复合铣削加工是一种基于电化学阳极溶解原理和数控技术,利用简单标准阴极铣削金属材料的技术。加工过程中,工件接电源正极,工具阴极接电源负极,数控系统控制阴极的行走轨迹和速度,电解液从复合刀柄和标准阴极内部喷入加工区域,阴极进给方向上的金属则被电化学阳极溶解从而被加工,其原理见图1。图2是铣削直纹面整体叶轮叶片的加工状态图,该技术结合数控加工和电解加工的优势,可铣削任意形状、不同硬度和材质的金属,且阴极无损耗。

图1 数控电解铣削加工原理图

数控电解铣削加工过程中,流场分布是否合理是影响一次加工深度和最大进给速度的关键因素之一。与反铐式传统电解加工不同,数控电解铣削加工使用的是棒状标准阴极,电解液一般采用内喷为主、外喷为辅的方式,即在切入、切出工件时内喷和外喷同时进行,此时流场容易保证。而阴极切入工件后,工件和阴极之间的间隙很小,外喷失去作用,则主要依靠内喷。内喷时,若能保证加工间隙中有均匀压力和流速的电解液,则工件表面质量、加工效率和精度均可得以保证。因此,数控电解铣削用阴极的流场形式决定了该加工工艺的优劣性。

图2 数控电解铣削加工过程图

针对如图2所示的高度为65 mm大扭曲叶片的开粗加工,设计了 3种不同类型的阴极,通过FLUENT软件对其流场模拟分析并比较、修正,最后通过实验验证理论分析的正确性,从而极大地缩短了数控电解铣削用阴极的标准化设计周期,降低了成本。……