在新型航空、航天发动机及其它机械产品中,整体结构件的应用越来越多,但是因为结构复杂,且多采用难切削材料,加工难度大、效率低,有的甚至现有技术还不能加工。因此,整体构件的高效、快捷加工技术一直是国际上先进制造技术领域研究的热点之一,也是各个工业大国的核心技术之一。数控电解加工是一项将数控技术与电解加工技术集成的新工艺技术,在整体构件的加工中发挥了独特的作用,越来越多应用于具有复杂型面、异形型腔的整体构件加工。但是,相对于数控切削加工,数控电解加工的工艺准备过程繁琐、周期较长,制约了其快速响应能力的发挥;而相对于拷贝式电解加工,数控电解加工有多种不同的阴极结构和对应的数控运动方案可供选择,而方案的选择又可能对加工效率产生很大的影响。为提高数控电解加工的加工效率和快速响应能力,基于课题组前期相关研究成果,结合整体构件加工的特点,本文对工具阴极和数控运动设计方法,以及不同数控运动方式对加工效率的影响等问题进行了研究,力求缩短工艺准备时间、提高加工效率,实现整体构件的高效、快捷数控电解加工。首先,为缩短工艺准备工作时间,实现快捷加工,针对数控电解加工中阴极设计工作的重点——阴极流场结构设计,研究利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件进行加工间隙流场三维仿真分析,实现了计算机辅助阴极流场结构设计。该阴极设计方法应用于某型整体承力环和开式整体叶轮精加工的阴极设计,相对于传统方法,阴极设计和试验修正的总时间缩短约60%。为提高数控电解加工的加工效率,研究了平面阴极和斜面阴极的加工间隙变化规律和加工效率及影响因素,以此为基础提出采用离散化方法分析曲面阴极的加工间隙和加工效率问题,从而有助于在工艺设计阶段优化设计工具阴极及其数控运动方式,实现整体构件的高效数控电解加工。作为上述研究工作的工程应用之一,在开式整体叶轮高效、快捷数控电解精加工研究中,利用CFD软件辅助进行阴极流场设计;以叶片型面等距面的拟合直纹面为依据设计阴极运动轨迹;运用离散法研究叶片扭角对加工间隙变化规律的影响,建立相应的数学模型,进行数控运动设计,并结合工艺试验对设计进行修正。试验加工表明,这是一种高效、快捷的整体叶轮数控电解精加工工艺设计方法。作为上述研究工作的工程应用之二,对结构更复杂、加工难度更大的三元流闭式叶轮数控电解预加工进行了研究。首先,为简化阴极和数控运动设计,缩短工艺准备时间,把叶间流道分为若干区域,使用多个工具阴极分别加工;其次,在用离散法对初始工艺方案加工效率分析的基础上,提出在叶轮毛坯上加工工艺预孔、并进一步改进阴极设计,则相对于不设置工艺孔的加工方案,三元流闭式叶轮数控电解预加工的加工效率可提高约320%,实现了三元流闭式叶轮的高效、快捷数控电解预加工。