整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验.pdf

航空学报 A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a J a n 2 52 0 1 4V 0 1 3 5N o 1 2 5 9 - 2 6 7 I S S N1 0 0 0 6 8 9 3O N11 1 9 2 9 V h t t p ：H h k x b b u a a e d u c n h k x b b u a a e d uc n 整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验 刘嘉，徐正扬* ，万龙凯，朱获，朱栋 南京航空航天大学机电学院，江苏南京 2 1 0 0 1 6 摘要：电解加工( E C M ) 是航空发动机整体叶盘制造的主要技术之一，其电解液流场稳定性是影响电解加工精度和表 面质量的核心因素。本文在分析原有的二维流场基础上，针对流体在不同流道截面下的流场状态，提出了一种三维复合 电解液流场模式，即三股电解液分别从毛坯进气边、叶盆叶根、叶背叶根流入，由排气边交汇流出。采用有限元法对三维 复合流场及两类二维流场开展仿真分析，分析结果表明三维复合流场改善了流道突变区域流场状态，有效抑制了二维流 场的流场缺陷，有助于提高流场稳定性。对加工区液体流态进行了判断，其结果显示三维复合流场可以满足电解加工要 求。开展了3 种流场模式的加工速度比较实验，三维复合流场达到的进给速度最高，较二维流场可显著提升加工效率。 采用三维复合流场开展了多叶片扇段加工，获得了较好的重复精度与表面质量。 关键词：电解加工；航空发动机；整体叶盘；流场；有限元仿真 中图分类号：V 2 6 1 5 ；T G 6 6 2 文献标识码：A文章编号：1 0 0 0 6 8 9 3 ( 2 0 1 4 ) 0 1 0 2 5 9 0 9 电解加工是基于电化学阳极溶解原理达到材 料去除的一种工艺方法，具有工具无损耗、加工不 受金属材料本身力学性能的限制、加工效率高等 特点，被应用于航空航天、兵器和模具等行业 1 。2 。 近年来，国内外学者在电解加工领域开展了一系 列研究，例如工具阴极设计口 、加工过程数值模 拟、纳秒脉冲电解 5 、振动电解 6 、电解线切 割 7 、磁磨料电解研磨 8 、神经网络参数优化方 法嘲、电解液配比优选 1 0 和电解液流场均匀化 1 1 等。这些研究成果表明了电解加工技术良好的发 展态势。 整体叶盘是新型航空发动机结构创新与技术 跨越的核心部件，它将叶片和轮盘做成一体，替代 了榫头与榫槽通过锁片连接的方式，使其结构简 化、质量减轻、可靠性增强。但整体叶盘结构复 杂，而且通常采用难加工材料，因此给制造技术带 来了巨大挑战。电解加工凭借其鲜明的特点，在 整体叶盘的加工领域显示了突出的优势。美国 G E 公司、英国R o l l s R o y c e 公司、德国M T U 以 及俄罗斯都将电解加工作为航空发动机整体叶盘 制造的重要方法 12 | 。国内针对电解加工整体叶 盘也开展了许多研究。例如群电极多通道加 工 13 | 、数控展成通道加工 14 | 、径向进给通道加 工 15 。、W 型电解液流场型面加工 1 6 和振动电解 型面加工 1 7 1 等整体叶盘电解加工方法。在研究 电解加工工艺时，电解液流场设计一直是工艺研 究的核心环节，均匀稳定的电解液流场，不但能提 高加工过程中的稳定性，还能均匀加工间隙，提高 加工精度。整体叶盘流道结构复杂，原有的流场 设计均基于流道单个二维截面，没有充分考虑流 体在不同截面中的流场状态，因此易在流道突变 区域形成流场缺陷，诱发短路等加工意外。为了 收稿日期：2 0 1 3 - 0 7 - 2 0 ；退修日期：2 0 1 3 - 0 8 - 1 9 ；录用日期：2 0 1 3 - 0 9 - 0 6 ；网络出版时间：2 0 1 3 1 1 - 0 51 6 ：2 3 网络出版地址：W W W c n k i n e t k c m s d e t a i l 1 1 1 9 2 9V2 0 1 3 1 1 0 51 6 2 30 0 1 h t m I 基金项目：国家自然科学基金( 5 1 0 0 5 1 1 9 ) ；江苏省自然科学基金( B K 2 0 1 2 3 8 7 ) * 通讯作者T e l ：0 2 5 8 4 8 9 6 3 0 4E - m a i l ：x u z h y n u a a e d uc n 嘲用播武lL i uJ x uZY W a nLK e ta 1 D e s i g na n de x p e r i m e n to fe l e c t r o l y t ef l o wm o d ei ne l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n go fb l i s k E J J A c t a A e r o n a u t i c ae t A s t r o n a u t i c aS i n i c a 2 0 1 4 ，3 5 ( ”；2 5 9 2 6 7 划嘉徐正扬，万龙觊等整体叶盘叶型电解加I 流场设计及实验 J 航空学报2 0 1 4 3 5 ( I ) ：2 5 9 - 2 6 7 万方数据 航 空 学报 遏制上述流场缺陷，有必要综合考虑流道不同截 面的特点，分析流道突变区域的位置，在二维流场 的基础上，复合其他流场作为辅助，改善流道突变 区域的流场状态，抑制流场缺陷产生。 本文以整体叶盘电解J J u - r 中的流场设计为研 究对象，提出了一种三维复合流场模式，即三股电 解液分别从叶片毛坯的进气边、叶盆叶根、叶背叶 根流人加工区，最终从毛坯排气边流出。为了分 析该流场的合理性，采用有限元法对三维复合流 场及两类二维流场开展仿真分析，在分析的基础 上开展3 种流场条件下的工艺实验，检验仿真分 析结果的有效性。 1 流道结构分析与流场设计 叶盘的叶片与轮毂为整体结构，由于叶片数 量多，叶型倾斜、扭曲，工具阴极必须设计成薄片， 叶盘与叶背阴极伸入叶间通道后相向进给加工叶 型，加工方法如图1 所示。为了提升电解加工精 度，叶盘零件通常倾斜放置，使阴极沿着近似叶片 法线的方向进给。 图1 叶盘电解加工方法 F i g 1 M e t h o do fe l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n g ( E C M ) o fb l i s k 目前已开展的叶盘电解加工流场设计，主要 可以分为两类流场模式。一类流场是电解液从毛 坯的进气边( 或排气边) 流人，由排气边( 或进气 边) 流出。该类流场与单个叶片加工的侧流式流 场一致，因此本文称之为侧流式流场，如图2 ( a ) 所示。另一类流场是两股电解液分别从毛坯叶根 两侧流入，在叶尖交汇流出，这类电解液流场既考 虑了叶型还兼顾了叶根及轮毂的加工，而且可控 的两股电解液分别从叶根两侧流向叶尖，可主动 控制叶盆、叶背加工区电解液的压力与流速，有效 缓解了电解液撞击毛坯被动分成两股液流导致的 分流不均，由于该类流场的流道类似英文字母 W ，因此本文称之为W 式流场，如图2 ( b ) 所示。 虬一 ( b ) W s h a p e df l o w 图2 原有电解液流场模式 F i g 2 T r a d i t i o n a le l e c t r o l y t ef l o wm o d e s 图2 中的两类流场均从单个流道截面人手， 仅分析流体在该流道截面内的流动特征。叶盘电 解加工中由阴极、工件组成的流道如图3 ( a ) 所 示。采用由进气边( 或排气边) 流人，由排气边( 或 进气边) 流出的侧流式流场时，如图3 ( b ) 所示，在 X 0 y 的剖面中电解液沿叶片曲面顺畅流动，但在 X O y 的剖面中，如图3 ( c ) 所示，圈出区域的间隙 远大于加工间隙，这会使本应流往加工区的电解 液分流，导致加工区中出现流场可达性不佳的缺 陷区。同理，采用W 式流场时，在X 0 y 的剖面中 电解液可顺畅流经全部流道，但在X O Z 的剖面 中，圈出区域的间隙同样会分流电解液，造成流场 缺陷。 ( a ) S t r u c t u r eo ff l o wc h a n n e l( C ) X O Zc r o s ss e c t i o n 图3 原有流场设计方法 F i g 3 T r a d i t i o n a ld e s i g nm e t h o do ff l o wf i e l d 由此可见，仅分析流体在单个流道截面内的 流动特征是无法满足叶盘加工复杂流道需要的， 必须综合考虑不同流道截面流体的流动特征，发 挥各种流场的优点，扬长避短，相互补充，构建电 l | 哂 瓜时_- 万方数据 刘嘉等；整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验 解液复合流场模式。因此本文提出了一种新型三 维复合流场，如图4 所示，一股电解液从叶片毛坯 的进气边流入，被毛坯分为两股液流分别流入叶 盆、叶背加工区；另两股电解液分别从叶盆阴极背 面、叶背阴极背面流入，绕过阴极端面由毛坯叶根 两侧流入加工区，三股电解液在加工区中交汇，最 终从毛坯排气边流出。该流场方式是侧流式与 w 式流场的空间复合，加工中以侧流式流场为 主，可以较好地保证进气边与排气边流场的稳定 性；采用W 式流场为辅助流场，既可以补充叶根 与叶尖处的电解液损失，又可以缓解侧流式由毛 坯随机分流造成的分流不均，提高流场的一致性， 有助于提升加工重复精度。 E x h a u s te d g e 图43 D 复合流场示意图 F i g 4 S c h e m a t i cd i a g r a mo f3 Dc o m p l e xf l o w 同时，侧流式与W 式流场在空间中流向相互 垂直，不会出现液体对撞而产生滞液区；两类流场 相互充当背压，可显著提升加工区内流体的压力， 提高电解液的可达性，改善流场的稳定性。 2 流场有限元分析 为了验证设计的三维复合流场有效性与可行 性，本文采用有限元法对侧流式、W 式以及三维 复合3 种流场进行比较分析。本文建立的整体叶 盘电解加工流道模型结构与网格划分如图5 ( a ) 和图5 ( b ) 所示，在网格划分模型中由上至下定义 A E5 个面，按照一定规律定义上述5 个面作为 电解液入口和出口，可以实现侧流式、w 式以及 三维复合3 种电解液流场模式。定义A 面和E 面为进液口和出液口，即侧流式流场；定义B 面 和D 面为进液口，C 面为出液口，即w 式流场； 定义A 、B 和D 面为进液口，E 面为出液口，即三 维复合流场。 ( a ) F l o wm o d e l ( b ) M e s h i n g 图5 流场模型与网格划分 F i g 5 F l o wm o d e la n dm e s h i n g 依据上述进、出液口设置方法，分别建立侧流 式、W 式和三维复合式3 种电解液流场有限元模 型，设置进、出液口边界条件参数如表1 所示，所 有进、出液口均为压力型。 表1 边界条件 T a b l e1 B o u n d a r yc o n d i t i o n s 计算分析中，液体流动的湍流模型选择标准 志一模型18 | ，其对应的输运方程为 掣+ 掣一未L ( 户+ 尝) 差 + a f a z ia z i盯 a z iJ 。 G k 一D 等+ 掣一击( 产+ 等) 豳a e7 - 1 - L a a z ia z ，盯。d z i c 。弘。一c ：。譬 ( 1 ) 式中：k 为流体动能方程；e 为耗散率方程；P 为密 度；t 为时间；“。为i 向流速；z ，为i 向位移；z i 为 歹向位移；卢为有效的黏性系数；系数C 。和C 。取 1 4 4 和1 9 2 ；经验常数以和d 。取1 和1 3 ；由平 均速度梯度引起的湍流动能产生项G 。和湍动黏 度岸，分别按式( 2 ) 和式( 3 ) 计算： 万方数据 航空学报 G 2 肚( 器+ 差) 差 ( 2 ) 肛= p C ，譬 ( 3 ) 式中：“j 为歹向流速；系数e 取0 0 9 。 采用有限元法分别计算表1 所示的3 种流场 情况，获得3 种流场模式的仿真结果。为了便于 分析，在电解液压力与流速云图中等分截取了4 条参考线，量化分析计算结果。如图6 和图7 所 示，侧流与W 式2 种流场在加工区中均存在压力 小于背压0 1M P a 的流场缺陷区。该区域电解 液流场的可达性较差，易发生分流、空穴等流场缺 陷，影响电解液在加工中带走电解产物和气泡的 效率，导致区域电导率下降，加工间隙减小，可能 诱发短路、凸台等加工意外。 山 至 毛 = 跪 2 山 ( a ) P r e s s u r eo nc o n v e x y m m ( b ) P r e s s u r eo nr e f e r e n c el i n eo fc o n v e xs u r f a c e 图6 侧流式流场叶背压力分布 F i g 6 P r e s s u r eo nc o n v e xs u r f a c eo fb l a d ew i t hl a t e r a l f l o w 侧流式的缺陷区主要分布在叶尖排气边附 近，如图6 ( b ) 所示，参考线2 、3 、4 处压力于排气 边的末端均显著下降，参考线4 末端压力接近 0M P a 。 W 式的缺陷区主要分布在进气边叶尖和排 气边叶尖两个区域，如图7 ( b ) 所示参考线1 、4 末 端压力突变，参考线4 末端压力约0 0 5M P a 。 P r e s s u r e M P a 罡 蒌 2 景 蜜 乱 Z m m ( b ) P r e s s u r eo nr e f e r e n c el i n eo f c o n v e xs u r f a c e i n e1 i l i e2 图7w 式流场叶背压力分布 F i g 7 P r e s s u r eo nc o n v e xs u r f a c eo fb l a d ew i t hW - s h a p e d f l o w 三维复合流场加工区压力较前两种流场明显 提高，如图8 所示，流体压力最大值提升至0 6 M P a ，叶盆、叶背压力最小值均在背压0 1M P a 之上。可见两种流场垂直交叉复合，相互形成背 压，增加了加工区的流体压力，提升了流场的可 达性。 4 4 0 4 0 1 3 6 2 3 2 4 2 8 5 2 4 7 2 0 8 讲哪跏勉蛳撇斟m n- 丑 c 兰 姒 耐蛳栅弼m啪拟m坌唧懈 刚O 0 O O O 0 O O 0 O O 胁m口卜_二 哪 趵“ 虬们掣m I _ j 万方数据 刘嘉等：整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验 2 6 3 Y | m m ( b ) P r e s s u r eo nr e f e r e n c el i n eo f c o n c a v es u r f a c e P r e s s u r e M P a 雕耗 ： 04 6 8 1 04 2 0 - 03 7 2 。 0 3 2 4 i 0 2 7 6 峨i H e4L , I I 一一一 8 程飘 氐 V e l o c i t v ( m s 。) 聪勇 1 1 72 0 0 1 1 47 4 3 I1 22 8 6 98 2 9 73 7 1 i ：4 。9 s 1 ： ， k E 鼍 = 旦 L i 驻LL i n e 2 【。上：1 f ( a ) V L i “。3 l L i n e4 Y m m ( b ) V e l o c i t yo nr e f e r e n c el i n eo f c o n c a v es u r f a c e V ，e l o c 、i t y L i n e4 ( m s 。) ， 0 E 1 1 0 8 9 9 6 8 8 4 7 7 2 6 6 0 5 5 8 4 4 6 3 3 4 2 2 2 1 1 L i n e3 L i n e2 L i n e1 V e l o c i t yo nc o n v e xs u r f a c e 拶( c ) 厶 m m ( d ) V e l o c i t yO nr e f e r e n c el i n eo f c o n v e xs u r f a c e 图93 D 复合流场叶盆、叶背力n - , - 区流速分布 F i g 9 V e l o c i t yd i s t r i b u t i o no nc o n c a v ea n dc o n v e x s u r f a c e so fb l a d eu s i n g3 Dc o m p l e xf l o w j j | | | | | | j j | | j j | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | I | | | | 一一| | j | | | | 0 0 | | j | | o | | | | 0 万方数据 航空 学报 流道内流速均为9m s ，只要该条件下计算的雷 诺数R e 超过临界雷诺数R e 。，即可判断该区域流 态均为紊流。由于加工区流道为非圆管道，因此 计算采用水力直径为特征长度，其临界雷诺数 R e 。为20 0 0 。雷诺数用式( 4 ) 计算，水力直径用 式( 5 ) 计算。 。 V D h K e = = V r 、 4 A U h2 X ( 4 ) ( 5 ) 式中：V 为流速；v 为流体运动粘度( 计算中取 3 0 水的运动粘度) ；D 。为水力直径；A 为过流 断面面积；X 为过流断面固体与流体接触边界周 长。计算得R e 等于67 1 6 ，显然大于临界雷诺 数，可以判定加工区中电解液流态始终为紊流，符 合电解加工需要。 仿真分析的结果表明，复合流场改善了侧流 式和w 式流场的缺陷区，有助于提高电解加工的 稳定性，其加工区始终保持在紊流流态，满足电解 加工要求，该流场具有较强的可行性。 3 实验验证 为了验证数学模型及计算结果的有效性，证 明复合电解液流场的可行性，利用自行研制的七 轴四联动整体叶盘叶型加工机床，开展了3 种电 解液流场条件下加工速度比较实验。 自行研制的七轴四联动整体叶盘叶型加工机 床如图1 0 ( a ) 所示。工件为已完成叶间通道粗加 工的整体叶盘，材料为高温合金。阴极工具为自 行设计的薄片电极，如图1 0 ( b ) 所示，材料为不锈 钢( 1 C r l 8 N i 9 T i ) 。电解液为2 0 的硝酸钠溶液， 温度为3 0 ，加工电源为脉冲直流电源，加工电 压为2 0V ，占空比为5 0 ，频率为1k H z 。流场 比较验证专用夹具如图1 0 ( c ) 所示，它将阴极工 具、阳极工件密封于夹具体内部，按照有限元分析 模型设计了A E5 个进、出液E l ，夹具体内部流 心 ( c ) T o o l sa n df i x t u r e s 图1 0 整体叶盘电解加工机床与夹具 F i g 1 0E C Mm a c h i n ea n df i x t u r eo fb l i s k 道分布如图1 0 ( d ) 所示，夹具材料为玻璃钢，进、 出液口压力按表1 设置。 实验中，3 种流场叶盆、叶背阴极进给速度均 从0 4m m m i n 开始，速度增幅量为0 0 5 。W 式 流场进给速度提高至0 5m m m i n 时出现短路， 侧流式流场进给速度提高至0 5 5m m m i n 时出 现凸台，复合流场进给速度提高至0 7m m m i n 时出现凸台。产生凸台、短路等加工意外的原因 均为流场缺陷，流场缺陷导致局部区域电解产物 排出能力不足，使该区域阳极溶解速度下降形成 凸起，凸起区域极间间隙减小使流场缺陷进一步 加剧，加剧的流场缺陷使极间间隙继续减小陷入 恶性循环。阴阳两极在加工中接触即造成短路， 绝缘的产物堵塞间隙即形成凸台。由于阴极进给 速度越高，极间间隙越小，流场缺陷就越容易产 生。因此3 种流场条件下复合流场达到的加工速 度最高，充分证明了复合流场具有更好的稳定性， 有利于减小短路、凸台等加工意外的发生，可显著 万方数据 刘嘉等：整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验 提高整体叶盘电解加工效率。加工中出现的短路 与凸台如图1 1 ( a ) 图1 1 ( c ) 所示。 k j ( a ) A c c i d e n tu s i n gW s h a p e df l o w ( C ) A c c i d e n tu s i n g3 Dc o m p l e xn o 、 图1 1 实验中的加工意外 F i g 11P r o c e s s i n ga c c i d e n t si ne x p e r i m e n t 为了进一步验证复合流场的可靠性，本文开 展了典型扇段零件多叶片电解加工实验。通过多 叶片加工进一步验证其在较高阴极进给速度下的 加工稳定性。多叶片加工实验选择0 6m m m i n 阴极进给速度，连续加工扇段毛坯上的9 片叶片， 加工过程稳定，未出现意外情况。加工出的扇段 试件如图1 2 所示。 以上述试样所有叶片的参考线4 测量数据为 例，叶盆、叶背加工误差分布图如图1 3 所示。多 叶片加工重复精度叶盆约为0 0 4m m ，叶背约为 0 0 51 T i m 。可见采用三维复合流场可以获得较好 ( a ) T o pv i e w y ( b ) F r o n tv i e w 图1 2 三维复合流场电解加工试件 F i g 12S p e c i m e nu s i n g3 Dc o m p l e xf l o wi nE C M O5 l o 4 毛0 3 霎0 2 三 乏01 O O5 lo 4 百o3 l0 2 皇 01 O ( b 1C o n v e xs u r f a c eo f b l a d e 图1 3 叶片参考线4 加工重复性分布 F i g 13P r o c e s s i n gr e p e a t a b i l i t yd i s t r i b u t i o no fb l a d eo n r e f e r e n c el i n e4 的加工精度与重复性，为未来阴极修正进一步提 升加工精度创造了条件。 用M a rP e r t h o m e t e rM 1 型表面粗糙度仪分 别检测叶盆、叶背表面粗糙度，叶盆一侧表面粗糙 度检测结果为R a = 0 3 8 9 ，叶背表面粗糙度R a = 0 4 0 4 ，结果如图1 4 所示。故采用三维复合流场 模式可以获得较好的表面质量。 y 炒M 、k 似帆触肿 粤lo 墅竺1 ( a ) C o n c a v es u r f a c eo fb l a d e 黑 万方数据 2 6 6 航空学报 J a n 2 52 0 1 4V 0 1 3 5N o 1 、吣，n ，一。n 。、n n A ，州H n 1 如 E 君l 趣 ( b ) C o n v e xs u r f a c eo fb l a d e 图1 4 叶片表面粗糙度 F i g 14S u r f a c er o u g h n e s so fb l a d e 4 结论 1 ) 原有的流场均为二维流场，仅考虑单个流 道截面内流体的流动特征，没有充分考虑流体在 不同流道截面内的流场状态，因此容易在加工区 中出现流场缺陷区。本文在分析叶盘加工复杂流 道特点基础上，提出了一种新型三维复合流场模 式，该流场模式显著提升了加工区流体可达性，有 助于提升叶盘加工的稳定性与重复性。 2 ) 分别对侧流式、w 式和三维复合流场开展 有限元仿真，仿真结果表明：三维流场显著改善了 侧流式、w 式的流场缺陷，加工区电解液流态始 终保持紊流，符合电解加工要求。 3 ) 为了验证仿真结果的有效性和三维复合 流场的可行性，开展了3 种电解液流场条件下加 工速度比较实验，实验结果显示三维复合流场可 以实现更高的进给速度，流场稳定性更好。 4 ) 为了进一步验证三维流场的可靠性，开展 了多叶片扇段样件加工实验，加工过程稳定，未出 现加工意外，实验获得扇段样件的叶片具有较好 的重复精度与表面质量。 E a 2 3 3 4 参考 文献 X uJW ，Y u nN Z ，W a n gJY ，e ta 1 E l e c r t o c h e m i c a lm a c h i n i n gt e c h n i q u e M B e i j i n g ：N a t i o n a lD e f e n c eI n d u s t r y P r e s s ，2 0 0 8 ：3 - 5 ( i nC h i n e s e ) 徐家文，云乃彰，王建业，等电化学加工技术 M 北 京：国防工业出版社，2 0 0 8 ：3 - 5 R a j u r k a rKP ，S u n d a r a mMM ，M a l s h eA P R e v i e wo f e l e c t r o c h e m i c a la n de l e c t r 。d i s c h a r g em a c h i n i n g J P r o c e d i aC I R P ，2 0 1 3 ，6 ( 1 ) ：13 - 2 6 L iZY ，N i uZW C o n v e r g e n c ea n a l y s i so ft h en u m e r i c a l s o l u t i o nf o rc a t h o d ed e s i g no fa e r o - - e n g i n eb l a d e si ne l e c - t r o c h e m i c a lm a c h i n i n g J C h i n e s eJ o u r n a lo fA e r o n a u t i c s ，2 0 0 7 ，2 0 ( 6 ) ：5 7 0 5 7 6 D e c o n i n c kD ，D a m m eSV ，D e c o n i n c kJ At e m p e r a t u r e d e p e n d e n tm u l t i i o nm o d e lf o rt i m e a c c u r a t en u m e r i c a l s i m u l a t i o no ft h ee l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n gp r o c e s s J E l e c t r o c h i m i c aA c t a ，2 0 1 2 ，6 0 ( 2 ) ：3 2 1 - 3 2 8 5 S c h u s t e rR ，K i r c h n e rV ，A l l o n g u eP ，a ta 1 E l e c t r o c h e m i e a lm i c r o m a c h i n i n g J S c i e n c e ，2 0 0 0 ，2 8 9 ( 5 4 7 6 ) ： 9 8 1 0 1 6 B h a t t a c h a r y y aB ，M a l a p a t iM ，M u n d aJ ，e ta 1 I n f l u e n c e o ft o o lv i b r a t i o no nm a c h i n i n gp e r f o r m a n c ei ne l e c t r o c h e m - i c a lm i c r om a c h i n i n go fc o p p e r J 1 I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f M a c h i n eT o o l s M a n u f a c t u r e ，2 0 0 7 ，4 7 ( 2 ) ：3 3 5 3 4 2 7 1Q uNS ，F a n gXL ，L iW ，e ta 1 W i r ee l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n gw i t ha x i a le l e c t r o l y t ef l u s h i n gf o rt i t a n i u ma l l o y J C h i n e s eJ o u r n a lo fA e r o n a u t i c s ，2 0 1 3 ，2 6 ( 1 ) ： 2 2 4 2 2 9 8 J u d a lKB ，Y a d a v aV C y l i n d r i c a le l e c t r o c h e m i c a lm a g n e t i ca b r a s i v em a c h i n i n go fA I S I 一3 0 4s t a i n l e s ss t e e l J M a t e r i a l sa n dM a n u f a c t u r i n gP r o c e s s e s ，2 0 1 3 ，4 ( 2 8 ) ： 4 4 9 - 4 5 6 9 1 Z h uD ，Z h uD ，X uZY S i m u l a t i o no fc a t h o d em o d i f i c a t i o nf o re l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n go fb l a d eb a s e do nn e u r a l n e t w o r k J 1 J o u r n a lo fS o u t hC h i n aU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ：N a t u r a lS c i e n c eE d i t i o n ，2 0 1 0 ，3 8 ( 2 ) ：6 0 6 6 ( i n C h i n e s e ) 朱栋，朱荻，徐正扬基于神经网络的叶片电解加工阴极 修正仿真 J 华南理工大学学报：自然科学版，2 0 1 0 ，3 8 ( 2 ) ：6 0 - 6 6 1 0 3 T a n gL ，G u oYF E x p e r i m e n t a ls t u d yo fs p e c i a lp u r p o s e s t a i n l e s ss t e e lo ne l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n go fe l e c t r o l y t e c o m p o s i t i o n J M a t e r i a l sa n dM a n u f a c t u r i n gP r o c e s s e s ， 2 0 1 3 ，2 8 ( 4 ) ：4 5 7 - 4 6 2 1 1 X uzY ，X uQ ，Z h uD ，e ta 1 Ah i g he f f i c i e n c ye l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n gm e t h o do fb l i s kc h a n n e l s J C I R P A n n a l s ，2 0 1 3 。6 2 ( 1 ) ：1 8 7 1 9 0 12 3 B u B m a n nM ，K r a u sJ ，B a y e rE A ni n t e g r a t e dC O S t e f f e c t i v ea p p r o a c ht ob l i s km a n u f a c t u r i n g J P r o c e e d i n g so f 1 7 t hS y m p o s i u mo nA i rB r e a t h i n gE n g i n e s ，2 0 0 5 1 3 3 X uQ ，X uZY ，Z h uD ，e ta 1 O p t i m i z a t i o no fc a t h o d e m u l t i d i m e n s i o n a lm o v e m e n tp a t hi ne l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n go fb l i s kc h a n n e l s J A c t aA e r o n a u t i c ae tA s t r o n a u t i c aS i n i c a ，2 0 1 1 ，3 2 ( 8 ) ：1 5 4 8 - 1 5 5 4 ( i nC h i n e s e ) 徐庆，徐正扬，朱荻，等整体叶盘通道电解加工电极多 维运动轨迹优化 J 航空学报，2 0 1 1 ，3 2 ( 8 ) ： 1 5 4 8 1 5 5 4 1 4 1Z h uYW ，X uJW S h a p i n gl a wa n dp r o c e s ss t u d yo n c o m b i n e dw o b b l i n gf e e d sf o re l e c t r o c h e m i c a lc o n t o u re v o l u t i o nm a c h i n i n gi n t e g r a lc o m p o n e n tp a r t s J C h i n e s e J o u r n a lo fM e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g ，2 0 0 8 ，4 4 ( 1 2 ) ：2 8 0 2 8 6 ( i nC h i n e s e ) 朱永伟，徐家文复合平面摆动展成电解加工整体构件异 形面的成形分析及应用 J 机械工程学报，2 0 0 8 ，4 4 ( 1 2 ) ：2 8 0 2 8 6 万方数据 刘嘉等：整体叶盘叶型电解加工流场设计及实验 2 6 7 1 5 1 6 1 7 W e iSH ，X uZY ，S u nLY ，e ta 1 0 p t i m i z a t i o no f c a t h o d ef e e dd i r e c t i o ni nr a d i a lf e e de l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n g E J E l e c t r o m a c h i n i n g M o u l d ，2 0 1 2 ，2 9 9 ( 4 ) ：2 1 2 5 ( i nC h i n e s e ) 韦树辉，徐正扬。孙伦业，等整体叶盘叶栅通道电解加 工工具电极进给方向优化设计I - J 电加工与模具，2 0 1 2 ， 2 9 9 ( 4 ) ：2 1 - 2 5 Z h uD ，Z h uD ，X uZY ，e ta 1 O p t i m a ld e s i g no ft h es h e e t c a t h o d eu s i n gW s h a p e de l e c t r o l y t ef l o wm o d ei nE C M J I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fA d v a n c e dM a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y ，2 0 1 2 ，6 2 ( 1 4 ) ：1 4 7 1 5 6 Z h a n gMQ F uJY A p p l i c a t i o na n a l y s i so fp r e c i s ev i b r a t i n ge l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n gi nh i g h t e m p e r a t u r ea l l o y d i s kE J A e r o n a u t i c a lM a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g y ，2 0 0 9 ( 2 2 ) ：2 6 2 9 ( i nC h i n e s e ) 张明歧，傅军英高温合金整体叶盘精密振动电解加工方 法的应用分析E J 3 航空制造技术，2 0 0 9 ( 2 2 ) ：2 6 2 9 E 1 8 W a n gFJ A n a l y s i so fc o m p u t a t i o n a lf l u i dd y n a m i c s - - t h e p r i n c i p l ea n da p p l i c a t i o no fC F Ds o f t w a r e M B e i j i n g ： T s i n g h u aU n i v e r s i t yP r e s s ，2 0 0 4 ：12 0 12 4 ( i nC h i n e s e ) 王福军计算流体动力学分析c F D 软件原理与应用 E M 北京：清华大学出版社，2 0 0 4 ：1 2 0 1 2 4 作者简介： 刘嘉男，博士研究生，助理研究员。主要研究方向：特种加 工、电化学制造。 T e l ：0 2 5 8 4 8 9 6 3 0 4 E m a i l ：m e e j l i u n u a a e d u c n 徐正扬男，博士，副教授，硕士生导师。主要研究方向：特种 加工、电化学制造。 T e l ：0 2 5 8 4 8 9 6 3 0 4 E m a i l ：x u z h y n u a a e d u c n D e s i g na n dE x p e r i m e n to fE l e c t r o l y t eF l o wM o d ei n E l e c t r o c h e m i c a lM a c h i n i n go fB li s k L I UJ i a ，X UZ h e n g y a n g * ，W A NL o n g k a i ，Z H UD i ，Z H UD o n g C o l l e g eo fM e c h a n i c a la n dE l e c t r i c a lE n g i n e e r i n g ，N a n j i n gU n i v e r s i t yo fA e r o n a u t i c sa n d A s t r o n a u t i c s ，N a n j i n g 21 0 01 6 ，C h i n a A b s t r a c t ：E l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n g ( E C M ) i sa ni m p o r t a n tp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yi na e r o s p a c ei n d u s t r yt op r o d u c eb l i s k s T h es t a b i l i t yo ft h ef l o wf i e l dj sac r i t i c a lf a c t o rw h i c ha f f e c t st h eE C Mp r o c e s sa c c u r a c ya n dt h es u r f a c eq u a l i t yo ft h eb l a d e s T h i sp a p e ra n a l y z e st h ei n s u f f i c i e n tf l u i do ft h et r a d i t i o n a lf l o wm o d ei ne l e c t r o c h e m i c a lm a c h i n i n go fb li s k s An e we l e c t r o l y t e f l o wm o d e ，t h e “3 Dc o m p l e xf l o wm o d e ”，i sp r o p o s e dt om a c h i n eb l i s k s T h e r ea r et h r e ee l e c t r o l y t ei n l e t si nt h i sf l o w m o d e ，w h i c ha l l o wf l o w si n t