答辩博士：何 斌
指导教师：朱 荻 教授
论文题目：薄壁回转体表面复杂凹凸结构旋印电解加工关键技术研究
答辩委员会：
主席：汤文成 教授 东南大学
委员：康 敏 教授 南京农业大学
朱 荻 教授 南京航空航天大学
李 亮 教授 南京航空航天大学
朱增伟 教授 南京航空航天大学
曾永彬 教授 南京航空航天大学
李寒松 教授 南京航空航天大学
秘书：王登勇 副教授 南京航空航天大学
时间：2020年12月16日14:30
地点：南航明故宫校区4号楼4202会议室
学位论文简介：
机匣是航空发动机关键零部件，起着连接、承载、固定、包容等作用。机匣零件是一种大型环形薄壁结构件，在传统机械铣削加工机匣零件中，存在刀具成本高、加工变形严重、加工周期长等问题。相较于其他加工方法，电解加工在难加工材料薄壁复杂型面的加工中，具有加工效率高、表面质量好等优点，对提高航空发动机机匣零件加工质量和加工效率方面具有重要应用价值。基于电解加工原理，南京航空航天大学结合机匣零件结构特点提出旋印电解加工方法，该方法仅使用单一回转体工具阴极，即可实现复杂凸台结构的一次加工成型，具有壁厚可精确控制、加工表面光滑连续等优点。经过多年研究，已经初步验证旋印电解加工复杂薄壁回转体零件的可行性。本文针对旋印电解加工镍基高温合金（GH4169）复杂机匣零件中的若干关键问题开展深入研究。
论文主要完成的工作及取得的成果如下：
（1）通过模拟旋印电解加工过程，对镍和镍基高温合金（GH4169）两种材料在旋转条件下的溶解行为开展研究，得到两种材料在单个旋转周期内加工形貌演变过程，以及转速对加工效率和溶解形貌的影响。
（2）针对不同凸台结构提出了工件局部屏蔽保护、阴极窗口底面导电和阴极窗口完全绝缘的加工策略，并对其成型过程开展仿真与实验研究，实现工件表面复杂凸台结构一次加工成型。
（3）本文通过研究阴极尺寸参数对凸台成型过程的影响规律，制定阴极半径选择原则和阴极窗口角度设计方法。
（4）本文为优化旋印电解加工流场分布，采用封闭流道和交替换向供液策略，提高了旋印电解加工稳定性和凸台成型精度。
（5）本文成功加工出大尺寸复杂薄壁件，零件最大尺寸Ф350 mm，凸台最大高度15 mm，材料去除量达68.8%。
主要创新点如下：
（1）本文揭示了镍和镍基高温合金旋转脉动态溶解机理，建立了相应的溶解模型。
（2）本文提出了工件局部屏蔽保护、阴极窗口底面导电、阴极窗口完全绝缘的加工策略，实现工件表面不同种类复杂凸台结构一次加工成型。
（3）本文提出了角度偏置快速设计阴极窗口方法，该方法根据任一已知凸台轮廓与对应阴极窗口尺寸，可以得到任一同类凸台结构对应的阴极窗口尺寸，大大缩短了阴极设计周期。
（4）本文首次采用旋印电解加工技术成功加工出具有复杂凸台结构的大尺寸零件，解决了高温合金难加工材料大尺寸复杂薄壁回转件的加工难题。
