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南京航空航天大学王登勇等 | 通过内喷式旋印电解加工在回转体表面制造高凸台结构

2026-02-06 14:02:20

原文信息：Le H Y, Wang D Y, Zhang J, et al. Fabrication of high-convex structures on revolving parts via counter-rotating electrochemical machining with internal flushing. Sci China Tech Sci, 2025, 68: 2120303, https://doi.org/10.1007/s11431-025-3055-0

研究内容

以航空发动机机匣为代表的薄壁回转体，其表面分布有大量形状各异、数毫米至十余毫米高的凸台结构，且材料多为难切削的镍基高温合金或钛合金，从毛坯到零件加工成型，材料去除率高达80%以上。这些特点给机匣的制造带来巨大的挑战，采用传统机械加工和化学铣切加工存在加工变形大、刀具损耗严重、加工周期长、壁厚精度差等问题。电解加工是基于阳极电化学溶解原理实现材料去除的加工技术，具有无加工应力和工具损耗、不受材料力学性能限制、加工效率高等优点，已在航空航天领域难加工材料复杂构件的加工中得到重要应用。旋印电解加工（CRECM）是近年来发展的一项新技术，该技术采用回转体电极作为阴极工具，通过工件与工具的同步对转运动实现阳极材料的逐层均匀溶解，对于机匣等复杂薄壁回转体零件加工具有独特优势。

图1 内喷式旋印电解加工原理

南京航空航天大学王登勇教授团队提出了一种内喷式旋印电解加工（IF-CRECM）新方法，通过优化电极结构，使电解液始终从加工区处的电极狭缝喷出，有效限制其在加工区域外的扩散，从而显著抑制杂散腐蚀。通过建立气-液两相流与电场耦合的多物理场模型，揭示了内喷式电解液供给方式对杂散腐蚀的抑制机制。在镍基高温合金GH4169上进行了实验验证，成功加工出高度达10.93 mm的高凸台结构，顶部最小杂散腐蚀深度仅为0.07 mm。该文以题“Fabrication of high-convex structures on revolving parts via counter-rotating electrochemical machining with internal flushing”发表在Science China Technological Sciences。