闭式构件电解加工阴极设计研究

李 博¹，黎云玉¹，唐 霖²,范植坚²

(1. 西安工程大学工程训练中心，陕西 西安 710600）

(2. 西安工业大学机电工程学院，陕西 西安 710021)

基金项目：武器装备预先研究项目（62202014502 ）；陕西省特种加工重点实验室专项基金资助项目（14JS032）

作者简介：李博(1988—)，男，工程师，硕士，主要研究方向为机械设计制造、特种加工等，18710851578@163.com.

摘要：以航空发动机高压闭式构件为研究对象，在分析其零件内部结构的基础上采用UG平台建立零件的实体模型。运用cosθ法进行了零件电解加工阴极结构的设计，并通过工艺实验，基于零件图纸尺寸与加工结果的差值进行了阴极型面的修形，使电解加工后零件剩余的加工余量更小，提高了加工效率。

关键词：电解加工；闭式构件；阴极

中图分类号：TG665     文献标识码：B     文章编号：2095-509X(2021)06-0066-05

闭式构件腔体形状复杂，结构狭窄，使用刀具很难对其进行加工，单纯地采用电火花加工，虽然能够解决加工问题，但是加工成本高、周期长，电极易损坏等问题较为突出。如果在电火花加工之前，在留有均匀的加工余量的基础上，先采用电解加工进行预加工，则效率会大大提高。本文在分析高压壳体狭窄腔体结构的基础上，对电解预加工阴极进行设计研究。

1 加工对象与阴极设计

1.1 加工对象

本文以航空发动机高压闭式构件为例，根据零件图纸在UG平台建模环境下建立被加工零件的实体模型，如图1所示，被加工零件腔体扭曲，但流道孔的形状具备刀具的可达性，零件为圆周对称结构，10个不规则型腔均匀分布在圆周上，在加工零件时很难确定加工基准，因此将加工基准放在电解加工工装上。

1.2 阴极的设计

1.2.1 型面设计

成型规律，即加工间隙沿工件成型面随时间的分布规律，是进行阴极型面设计的基本依据^［1-3］。电解成型规律有3种：平板加工、型孔加工和变截面加工^［1,3］。根据本文所加工腔体的形状，阴极型面需要采用cosθ法按变截面加工成型规律进行设计。 

假定忽略时间的影响，当阴极沿着Z轴进给、速度为V时，阴极的变截面型面的法线方向速度Vn并不等于V，阴极曲面上任意点的法向进给速度与沿Z轴的进给速度存在以下的关系：