闭式整体构件内流道电解加工流场分析

作     者：穆倩 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范植坚

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：电解加工 COMSOLMultiphysics仿真 闭式整体构件 间隙流场 背压 

摘      要：结构紧凑、重量轻、强度高的整体构件已经成为航空航天发动机的重要技术措施,整体制造也成为当今世界先进制造领域中的热点课题。有学者研究了采用电解-电火花组合加工的工艺,电解粗加工采用开槽、拷形两步。为了充分发挥电解加工效率高的优势,本文拟采用开槽、拷形一步完成的方案,首先面临的问题是加工间隙流场不均匀的问题。 针对闭式整体构件进气口至喉部变截面异型螺旋型腔电解加工间隙流场分布不均匀的问题,改变初始设计的阴极工作面过液孔的尺寸、形状及其分布,在不同背压条件下,通过COMSOL Multiphysics进行间隙流场仿真比较,观察间隙流场是否有空穴、涡流,对阴极及夹具进行了优化。结果表明,改变小间隙、大间隙处过液孔分布的疏密,将部分过液小孔改为窄槽,可以有效改善间隙流场;在进口压力为0.4MPa条件下,增加背压(夹具出水孔由(?)8改为(?)6),电解加工流场得到改善。 鉴于电解加工间隙中电解液易产生“空穴,从而导致电解加工短路现象的问题,在内流道骨架的两个出口管道上各加一套调节阀和压力表,调节两个压力阀以控制加工区不同部位的背压大小。在进行仿真时,以改变夹具出水孔的直径为手段,进行了不同背压条件下COMSOL仿真。结果表明采用正流式供液的电解加工,施加适当的背压可以有效防止流场中的空穴。