航空發(fā)動機(jī)葉片氣膜孔電火花加工的電極補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、近幾年，隨著國家綜合國力的提升，航空事業(yè)得到了迅猛地發(fā)展，作為飛行器的心臟——航空發(fā)動機(jī)，它的性能的優(yōu)劣是我國航空事業(yè)能否繼續(xù)飛速發(fā)展的關(guān)鍵，為了能夠制造出大推重比的發(fā)動機(jī)，在對發(fā)動機(jī)葉片材料的高溫性能要求很高的同時，發(fā)展冷卻技術(shù)也變得極為重要，其中氣膜冷卻孔對渦輪葉片的冷卻效率起到極為重要的作用。目前加工葉片氣膜孔最常用的方法是采用電火花加工，當(dāng)使用電火花的方式加工氣膜孔時，由于電極本身的損耗，以及“二次放電”形成的喇叭口的現(xiàn)象的影響

2、，使得孔剛剛打穿時，孔的形狀為錐形。對于開放型工件的通孔加工，常用的方法是讓電極過度進(jìn)給一定距離去進(jìn)行錐度補(bǔ)償，去消除由電極損耗造成的錐度；可是對于葉片這種半封閉的結(jié)構(gòu)，不能允許電極無限制地向下進(jìn)給，否則就會對葉片后壁造成誤加工，因此必須對電極進(jìn)行錐度補(bǔ)償時的主軸進(jìn)給量進(jìn)行控制。
　　為了解決目前電火花加工葉片氣膜孔時，電極進(jìn)行錐度補(bǔ)償會對葉片后壁造成誤加工的問題。本文綜述了國內(nèi)外葉片氣膜孔加工和電火花加工電極損耗補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀；

3、進(jìn)行了放電狀態(tài)檢測裝置的研制；進(jìn)行了基于FPGA（Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列）的放電率統(tǒng)計(jì)通訊程序設(shè)計(jì)與上位機(jī)監(jiān)測平臺軟件開發(fā)；進(jìn)行了基于放電狀態(tài)檢測裝置的氣膜孔加工錐度補(bǔ)償?shù)膶?shí)驗(yàn)研究。
　　本文通過放電狀態(tài)檢測裝置，實(shí)現(xiàn)了對間隙放電波形的判別和區(qū)分，通過基于FPGA的放電率時間統(tǒng)計(jì)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了對統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)的各放電波形出現(xiàn)時間比例的計(jì)算，以及和上位機(jī)之間的串口通訊；根據(jù)錐度補(bǔ)償

4、完畢前后放電狀態(tài)統(tǒng)計(jì)比例突然變化的特征，制定了基于邊沿觸發(fā)的判斷策略，實(shí)現(xiàn)了對電極錐度補(bǔ)償完畢時刻的檢測識別，并且通過上位機(jī)監(jiān)測平臺和LED顯示板輸出補(bǔ)償完畢指示信號，實(shí)現(xiàn)了對錐度補(bǔ)償過程電極進(jìn)給量的控制。
　　最終本文通過正交試驗(yàn)，找到了使得電極伸出量最短的最優(yōu)電參數(shù)，將電極的伸出量控制在2mm~2.5mm的范圍內(nèi)，并且將加工完成孔的錐角控制在1°~1.4°的范圍內(nèi)，在消除錐度的同時，保證了電極端部到葉片后壁之間有一段安全距離，