活动模板电解加工海量群孔技术基础研究

It is a key technology that machining of massive holes in hard-to-machine metallic sheet with high efficiency and precision. Although with some defects, Through-Movable Mask Electrochemical Machining(TMMECM) is most appropriate for machining of massive holes. Serpentine flow field in TMMECM is introduced to machine massive holes one-time in this project. Compared with straight channel, the serpentine channel enables the electrolyte to flow in a high speed and remain similar flow pattern along the channel. The electrolyte flow regime, products transportation, shape evolution laws under multi-physics conditions will be investigated. Key techniques, such as design of fluid channel structure, assignment of dual cathodes, flexible clamping of sheet metal and active control of electrolyte flux uniformity between different serpentine channels will be broken through.

难加工材料海量群孔薄壁构件的高效精密加工一直是制造领域的难点。活动模板电解加工技术是最合适的海量群孔薄壁构件的加工方法，但该技术仍存在不足之处。本项目提出蛇形流场活动模板电解加工技术，采用蛇形流道供液，取代传统活动模板电解加工的平直流道供液方式，降低流道宽度，解决流道太宽导致的电解液流速不够、沿程流道横截面上电解液流动状态不一致等问题，一次实现海量群孔薄壁构件的高效、精密、稳定加工。重点阐明蛇形流场条件下电解液流动状态和电解产物输运物理过程，多物理场/化学场耦合对蛇形流场条件下群孔成形过程的影响规律等基础科学问题；着重突破蛇形流场活动模板电解加工流道设计，双阴极工具电极设计，工件夹紧，多路蛇形流道主动均流等关键技术，提高我国难加工材料大面积密集群孔薄壁构件的电解加工技术能力。

针对难加工材料海量群孔薄壁构件的加工，提出蛇形流场活动模板电解加工技术。明确了电解液在蛇形流道内的流动状态，以及电解产物和热量的输运过程，实现了电解液主动分流技术。根据电解液流动状态，结合流体力学圆柱绕流理论，提出了柔性压紧技术，并给出了柔性压紧点的排布规律。通过分析蛇形流场条件下，双阴极电场的分布规律，得到了活动模板电解加工群孔的成型规律，给出了低锥度群孔的加工方案。根据上述理论研究，设计制备了单路蛇形流道、多弯道蛇形流道及双路蛇形流道的专用夹具；并使用上述夹具开展了多种难加工材料的群孔类构件的电解加工研究，得出了材料的电化学加工特性，并通过试验得出了最优的模板电解加工参数，使用优化后的加工参数，制备了多种群孔典型构件，获得了良好的加工精度。