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        姜小琛博士答辯公告

        時間:2019-12-18來源:機電學院點擊:883

        答辯博士:姜小琛

        指導教師:曲寧松  教授

                    副教授

        論文題目:脈沖振動相位耦合電解加工關鍵技術研究

         

        答辯委員會:

        主席:李小寧    教授      南京理工大學

        委員:       教授      南京農業大學

               教授      南京航空航天大學

        丁文鋒    教授      南京航空航天大學

        曲寧松    教授      南京航空航天大學

        朱增偉    教授      南京航空航天大學

                教授      南京航空航天大學

         

        秘書:      副教授   南京航空航天大學

        時間:2019122314:00

        地點:南航明故宮校區4號樓4202會議室

         

        學位論文簡介:

        電解加工是一種基于陽極材料發生電化學溶解達到材料去除目的的加工方法,具有陰極工具無損耗、加工與工件材料機械性能無關、無重鑄層、加工效率高以及加工表面質量好等優點,已在航空、航天等高新技術領域獲得重要應用。然而,隨著科學技術的不斷發展,新產品的不斷涌現,對核心部件的精度要求日益提升,電解加工精度已難以滿足高精度的發展需求,迫切的需要研究提高加工精度的方法。脈沖振動耦合電解加工將工具往復運動與間斷給電相結合,在小間隙時通電加工,大間隙時斷電電解液沖刷。與常規電解加工相比,脈沖振動耦合電解加工在減小加工間隙、提高加工精度和穩定性方面具有十分顯著的優勢。本文針對脈沖振動相位耦合電解加工關鍵技術開展研究,研制了脈沖振動電解加工試驗系統,揭示了脈沖通電參數、脈沖與振動耦合形式對電解加工表面質量和加工精度的影響,在上述研究基礎上以航空發動機葉片和金屬雙極板陣列群槽為對象開展了脈沖振動耦合電解加工試驗。

        論文完成的主要工作及取得的成果如下:

        1)研制出脈沖振動耦合電解加工系統。設計了工具往復運動裝置和直線運動裝置;建立了脈沖振動耦合斬波控制系統,通過實時反饋工具運動狀態控制IGBT通斷,實現了脈沖振動耦合精確給電;開發了加工過程監測系統,實現了加工過程參數監控。

        2)揭示了脈沖振動電解加工的產物輸運過程。建立了直流電解加工、脈沖電解加工和脈沖振動電解加工的有限元多場耦合模型,分析了小間隙狀態下電場、流場以及氣泡率、焦耳熱等產物沿流程的變化過程。

        3)掌握了脈沖振動耦合電解加工參數對加工間隙內產物堆積的影響規律。針對間隙內產物堆積導致脈寬內加工電流密度陡降現象,研究了不同電解液進液壓力、單個振動周期內不同脈沖寬度以及脈沖通電模式對電流密度波形的影響。

        4)提出了脈沖與振動錯位耦合電解加工新方案。根據脈沖振動對稱式耦合電解加工過程中峰值電流密度前置現象,提出了脈沖振動錯位耦合電解加工模式,并開展了與對稱式加工的對比試驗。

        5)開展了葉片和陣列群槽的脈沖振動電解加工應用研究。

         

        主要創新點如下:

        1)建立了小加工間隙下脈沖電解加工多物理場耦合模型。提出了脈沖前置式的脈沖振動錯位耦合電解加工方案,能夠有效提高工件的整平比,使得小加工余量時也能獲得高的加工精度。

        2)提出了葉盆、葉背工具陰極先差速進給均勻毛坯余量,再等速進給最終成型的分步式電解加工模式,解決了弱剛性葉片雙面電解加工時兩側加工間隙差對工件變形的影響。

        3)提出了流道漸縮式和插板式兩種新型工具陰極結構,有效改善了陣列群槽結構電解加工流場和電場,提高了加工效率和加工質量。

         

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