近年来,随着超白玻璃等非导电硬质材料在微机电系统结构件中的广泛应用,给具有这种材料的异形结构产品加工带来了诸多困难。通过分析超白玻璃在电化学放电加工过程中的极间气膜产生原理,研究不同电源参数组合下的气膜击穿特性,并通过进一步分析气膜稳定性条件下不同工艺参数组合作用的成形质量与材料去除率间的关系,成功实现了超白玻璃微型阵列孔的最优工艺参数选择及加工。

电解加工技术是目前航天航空发动机核心零部件涡轮叶片的主要加工方法之一。叶片电解加工工具阴极设计方法与修正是提高叶片电解加工精度的关键。电解加工中阴极进给角度、工件装夹角度和工件型面法线方向夹角的规范性和均匀性是影响阴极设计准确性的重要因素。分析某小型发动机涡轮转子叶片三维模型结构,建立叶片型面上各采样点对应的阴极工具型面加工间隙的分布规律模型。优化阴极进给角度与毛坯件装夹角度,结合电场仿真分析进行优化,研究提高阴极型面设计精确度的电解加工阴极型面模型的设计方法。

直齿面齿轮的齿面是一种复杂空间曲面,为了实现难切削材料的复杂曲面产品的批量加工,目前主要以电解加工技术为主;考虑到电解加工在复杂异面类产品的加工中存在阴极设计效率低,精度难以保证等问题,提出一种基于标准阴极特性的阴极型面智能设计方法。首先,基于复杂齿面网格规划原则对直齿面齿轮的齿面点进行合理规划,并采用截面放样法计算各采样齿面点坐标;其次,通过分析各齿面采样点所在型面的曲率半径,利用电解加工平衡间隙理论构建针对不同曲率情况下的相应阴极刀具型面设计方案;最后,利用Matlab中的GUI人机交互界面构建直齿面齿轮的智能化阴极刀具型面设计系统。通过加工实验可知,利用该系统设计出的阴极型面,其加工精度可达IT8。

传统的翼型设计中CFD大多用来检验设计结果而不是驱动翼型优化设计。两者基本上处于＂孤岛＂状态没有实现有机的集成。为使CFD更好的应用到翼型优化设计实现翼型设计/仿真的协同优化设计需要针对现有的仿真分析软件和设计模型利用集成优化平台进行流程集成和数据集成。采用集成优化平台iSIGHT实现了翼型参数化程序、UG建模软件、CFD计算分析软件Fluent之间的数据集成与过程集成从而为基于翼型的多学科协同优化研究打下了基础。