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静叶片作为汽轮机组等大型机械设备的重要部件,被广泛应用于能源动力等领域。其内背弧型面为复杂的曲面,制造精度和表面质量将直接影响叶片的装配和能量转化效率,如何提高叶片加工效率和改善其表面的加工质量,是目前亟待解决的问题。目前中小型企业采用传统DK77线切割机床对静叶片内背弧型面进行加工,但型面加工精度低,加工中易产生断丝现象,从而导致生产效率低,因此,对静叶片加工精度和加工涉及的断丝参数进行研究很有必要。 本文采用逆向工程NURBS的方法和NURBS相关理论,构建了静叶片内背弧型面型线的数学模型,同时确立了型线设计参数,对型线拟合误差进行了分析,得到了优化的设计模型。研究了型线在拐角处切割的轨迹和拐角处理策略,建立了切割中电极丝滞后与加工速度的关系,并对切割轨迹进行仿真与分析,根据型线拐角轨迹仿真结果,提出了型线拐角处理策略,保证了型线在拐角处的加工精度。 此外,本文还研究了断丝参数对电极丝的损耗,通过分析电极丝损耗机理,建立了线切割电极丝热传导模型,借助有限元分析软件ABAQUS采用数值计算方法来进行电极丝温度场仿真,运用FEM分析方法,得到了断丝参数与极丝损耗的关系。 最后,基于静叶片线切割工程的应用,通过正交实验调试断丝参数,得到最优断丝参数范围为:脉冲宽度为30-40μs,脉冲频率为6~8KHz,加工电流为20-25A,峰值电流为40-50A;同时结合断丝参数,加工已优化的叶片型线和经拐角处理的叶片型线,检测表明:通过型线优化和拐角处理后的叶片型线,均能满足静叶片装配要求,能有效的保证静叶片内背弧型面的加工精度。