电解铣磨加工GH4169合金仿真与试验研究

摘要

电解铣磨加工（Electrochemical Mill-Grinding）是使用形状简单的棒状导电磨头作为工具阴极，模仿数控铣削的加工形式，控制高速旋转的棒状磨头沿设定好的加工轨迹运动，对加工工件进行成型加工的一种新型复合加工方法。在电解铣磨加工中，电解铣削和机械磨削共同作用，可以实现在较好的加工柔性下对工件材料进行大余量去除。对于在高温合金等难切削金属材料上实现高效加工以及复杂型面成型加工，电解铣磨是一种非常具有潜力的加工方法。本文针对高温合金GH4169的电解铣磨加工进行仿真分析与试验研究，具体研究内容如下： （1）改造了原有电解铣磨加工系统，重新设计了导电装置和电解液系统，设计了四种不同出液孔数内喷液电解铣磨加工棒状磨头（直径10.2mm），使之满足高效加工需要； （2）对电解铣磨沟槽加工的加工过程进行电场仿真，对加工区域的流场进行了流场仿真，对比分析了不同磨头结构、加工电压和电解液压力对于加工效果的影响； （3）测定了四种磨头在不同电压和电解液压力下进行电解铣磨加工的最大进给速度，并进行沟槽加工试验，在10mm切深下达到了2.3mm?min-1的最大进给速度，以及25.883mg?s-1的材料去除率。随后对不同加工条件下的沟槽加工精度和加工表面质量进行了比较分析； （4）分析了沟槽底面加工缺陷的成因，并对磨头底面结构进行优化改进，减小了已加工沟槽底面过切的同时提升了其平整性。用优化后的磨头进行复杂样件加工取得了较好效果。

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