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刘洋博士答辩公告

时间:2020-11-02来源:机电学院点击:213
答辩博士:刘洋

指导教师:曲宁松教授

论文题目TB6钛合金电解铣削加工技术研究

答辩委员会

主席:李小宁  教授       南京理工大学

委员:康    教授       南京农业大学

          教授       南京航空航天大学

      苏宏华  教授       南京航空航天大学

          教授       南京航空航天大学

      李寒松  教授       南京航空航天大学

      曲宁松  教授       南京航空航天大学

秘书:房晓龙  副教授     南京航空航天大学

时间2020110314:30

地点:南航明故宫校区4号楼4202会议室

学位论文简介

电解铣削加工技术是一种柔性的电解加工方法,它通常采用简单的管状或棒状工具极,可以按照数控程序指令,以类似于机械铣削加工的模式,对指定区域进行电解加工。该技术的加工柔性好,加工表面没有重铸层和热影响区,因此它特别适合加工具有复杂轮廓的航空航天零件。虽然电解铣削加工技术已经引起国内外诸多学者的关注,但目前多数研究主要为针对于微小结构的微米级电解铣削加工技术,而针对于大尺寸结构的宏观电解铣削加工方面的研究很少。目前的电解铣削加工技术的加工效率及加工表面质量还远远没有达到航空航天结构件对高效高表面质量加工的要求。本文针对电解铣削加工中流场约束与控制进行了深入的研究,显著改善了钛合金材料电解铣削加工的表面质量。

 

论文主要完成的工作及取得的成果如下:

1提出了针对钛合金的高电流密度电解铣削加工方法,解决了钛合金电解铣削加工效率低和边缘区域由于受到低电流密度电场的作用发生点蚀的问题。借助仿真软件优化了工具电极的端部结构,保证高电流密度下大量产生的电解产物的快速输运,避免电解产物滞留加工区引起加工区电解环境恶化,实现了钛合金材料表面高质量沟槽的高效加工。

2)提出浅切深切入式电解铣削加工方法,抑制了反射电解液对非加工区域的杂散腐蚀。通过优化工具电极端部切入工艺和改进工具电极端部结构,调控电解铣削加工中电解液反射流体的反射角度,使得反射电解液喷向空气中,避免了工具电极与工件非加工区通过反射的电解液连接而形成连续流,显著减弱了非加工区的杂散腐蚀。

3)提出基于电量均匀分布的回转体端面电解铣削加工方法,实现了针对回转体零件端面的高效电解铣削加工。通过对回转体端面电场分布的研究,设计边线焦点在工件圆心上的扇形工具电极;通过流场分析将工具电极的外侧壁面改为内收缩的结构,加快了加工产物的输运速度。

4)开展了针对大型桨毂中央件缩比件的宏观电解铣削加工方面的研究,先后完成了对于某武装直升机桨毂中央件特征型面的电解铣削加工和针对桨毂中央件缩比件不同型面的电解铣削加工。

5)提出气中火花放电和高电导率盐溶液电解铣削复合加工方法,显著改善了加工表面质量并提高了加工效率。该复合加工方法不仅可以提高了电解铣削的加工效率,还可以明显改善加工表面质量。利用该复合加工方法将工件表面的表面粗糙度Ra降低为原始工件表面的 1/4, 实现了钛合金材料高质量表面的高效电解铣削加工。

 

主要创新点如下:

1)通过优化工具电极端部结构实现了高电流密度下电解铣削加工中大量电解产物的快速输运,解决了钛合金材料电解铣削加工效率低和边缘区域由于受到低电流密度电场的作用发生严重点蚀的问题。

2)提出了浅切深切入式扫描加工方法,抑制了反射电解液对非加工区域的杂散腐蚀。通过调控电解铣削加工中电解液反射流体的反射角度,使得反射电解液喷向空气中,避免了工具电极与非加工区通过反射电解液形成连续流,显著减弱了非加工区的杂散腐蚀。

3)提出了基于电量均匀分布的回转体端面电解铣削加工方法,实现了针对回转体零件

端面的高效电解铣削加工。

4)提出了气中放电和高电导率盐溶液电解铣削复合加工方法,显著改善了加工表面质

量并提高了加工效率。

 


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