叶盘叶栅多管电极电解加工流场均匀性研究

宗亚伟，刘 嘉，朱 荻

（ 南京航空航天大学机电学院，江苏南京 210016 ）

整体叶盘是新型航空发动机的核心部件，它由原来的榫头和榫槽通过锁片连接的形式升级为叶片和轮盘一体的形式， 使发动机零件数量大幅减少，重量明显减轻，性能和可靠性显著提升[1]。 然而，整体叶盘结构复杂，通道内狭窄扭曲，材料多采用高温合金、钛合金等难切削材料，给机械加工带来了较大难度[2-3]。 电解加工是利用电化学反应阳极溶解原理蚀除材料的特种加工方法， 具有工具无损耗、加工效率高、加工与材料力学性能无关等特点，已成为整体叶盘加工的重要方法[4-7]。

整体叶盘的电解加工可分为两个步骤：叶栅通道粗加工和叶片型面精加工，图1 是整体叶盘的主要电解加工步骤。

图1 整体叶盘电解加工步骤

叶栅通道的电解加工方法主要有三种：叶片套形加工、径向进给叶栅加工、管电极叶栅加工[8-11]。其中，管电极叶栅加工中，若采用多管电极同时加工，可实现整体叶盘多叶栅通道同时成形，且随着管电极数量的增加，加工效率将成倍提升，因此与其他叶栅通道粗加工方法相比，多管电极叶栅通道电解加工方法具有显著的效率优势[12-13]。 然而，在多管电极叶栅通道电解加工中，常会出现各管电极中电解液分流不均的现象，使个别管电极内的电解液流量过小，导致电解加工阳极溶解产物、热量及气泡等不能及时排出加工间隙而引起短路。 为实现多管电极的稳定加工，本文针对整体叶盘多叶栅通道电解加工设计了多叶栅通道电解液流量控制方案，并进行了试验验证。……