随着新一代航空发动机对推重比越来越高的要求,在航空发动机设计中采用了整体叶盘结构。作为新型发动机的核心零件,整体叶盘多采用钛合金、高温合金等难加工材料制造,且由于整体叶盘复杂的零件结构,给加工制造提出了新的挑战。传统电解加工方法,利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将材料去除。由于电解加工工具电极理论上不损耗、生产效率高、制造成本低等特点,已被广泛认为是整体叶盘加工的优选方案。本文在已有的加工理论和整体叶盘电解加工工艺基础上,开展针对镍基高温合金整体叶盘精密电解加工(PECM—Precision Electrochemical Machining,即高频窄脉冲振动电解加工)工艺研究。介绍了精密电解加工的加工装置,分析了这种加工方法的间隙特性。精密电解加工过程中,在高频窄脉冲电流和机械振动的耦合作用下,使得间隙和加工电流呈周期性变化,可以实现进给加工、回退冲刷的交替进行,可以有效改善间隙内加工状态,有利于实现小间隙电解加工,有助于提高电解加工精度。本文通过开展大量工艺试验,结合观察、分析,确定了高温合金整体叶盘精密电解加工模式,摸索出电解液工艺参数以及工艺电源参数等对产品加工质量的影响规律。研究内容主要涵盖:通过对整体叶盘零件进行工艺分析,结合精密电解加工技术优势,以德国埃马克公司制造的高频窄脉冲电解加工机床为平台进行工艺开发工作。完善了阴极设计方法,消除了电解加工中由于加工区缺液造成的短路打火现象,提高了精密电解工艺过程的稳定性和整体叶盘的加工精度。开展了整体叶盘叶栅通道旋转套料电解加工试验。提出了一种旋转套料阴极刃口形状设计方法。利用阴极设计数据完成旋转套料电解加工工具阴极路径规划,开展叶栅通道旋转套料电解加工试验,并结合检测结果对阴极进行改进。试验结果表明:单片叶片加工时间36min,比传统机械加工方法效率提高了40%。开展了整体叶盘叶身型面脉冲振动电解加工试验。探索叶身型面精密成型电极的设计方法,试验采用优化设计的阴极结构,通过电解成型参数试验,分析了电解液压力、加工电压、振幅等关键参数对加工结果的影响。检测结果表明:在加工电压18V,电解液压力10Bar,振幅0.4mm,振动频率30Hz时,整体叶盘叶身型面轮廓度达到0.08mm,验证了该方法的可行性。