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燃气弯管弧面结构电解铣削加工特性研究

2021-02-25曲宁松

电加工与模具 2021年1期

谢 洲,曲宁松,刘 洋

( 南京航空航天大学机电学院,江苏南京 210016 )

液氧煤油火箭发动机燃气弯管是发动机推力室的重要组成部件,肩负承重、耐高温、耐高压的重任,并应适应发动机高速、富氧、高频震动的环境,对其结构复杂性及对材料性能的要求不断提高[1]。燃气弯管是由高温合金材料制造而成,待加工面是变曲率、变壁厚的空间复杂曲面,若用传统数控机械加工方式,存在加工效率低、刀具磨损严重、易变形等问题[2],国内常采用整体拷贝式电解加工,但因待加工面积大、形状特殊、产品毛坯精度差等原因导致最终加工形貌和表面质量不佳[3]。 对此,耿雪松等[4]通过电解液流向控制、电极设计及流场仿真分析等技术研究改善了加工成形过程。

电解铣削加工时,阳极工件接电源正极、阴极中空管电极接电源负极,管电极采用射流方式喷液并在工件上方扫描移动加工。 其原理是电极在电解液中与工件界面发生阳极溶解而去除材料[2],其优点是不需要采用与加工工件形状一样的成形阴极电极工具,阴极工具没有磨损和损耗,具有很好的灵活性与方便性,可实现难加工材料、复杂三维型面的加工,加工后工件表面几乎不存在缺陷且表面光滑、没有毛刺[5-8]。

本文以新一代液氧煤油火箭发动机燃气弯管为研究对象,首先等比缩小设计了样件,在此基础上研究采用316L 不锈钢电极和质量分数20%的NaCl 溶液对弧面结构316L 不锈钢进行电解铣削的加工特性,变量参数包括电压、扫描速度、加工间隙,研究指标包括材料去除率和表面几何形貌。……

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