随着现代制造业的发展,零件已逐步向精密化、型面复杂化、材料难加工的方向发展,而电解加工这项特种加工技术以自己独特优势成为现代制造业的关键技术之一。电解加工是靠阴极工具“复制出”工件型面的,但电解加工过程的影响因素较多,成形规律较复杂,快速地制造出高精度阴极工具是一件不易之事。目前的阴极工具设计方法多由工件型面“开环”式理论计算得出,由此得到的阴极往往需要多次人工修正,效率和精度均较低。本文采用了一种阴极“闭环”设计新方法,由已知的工件型面和加工条件设计出初始阴极、预测工件成形并将工件的型面的形状误差反馈再设计阴极,以此来高效率、高精度地设计出阴极工具,同时也能够降低其成本。根据电解加工基本理论以及线性控制系统频域传递函数理论,本文确定了一个比例系数使得阳极型面的微量变化与阴极型面的微量变化在频域中成线性关系,即采用快速傅立叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)的阴极型面直接修正;根据电解加工复杂流场电导率分布理论,通过变电导率的手段对初始阴极设计时的电导率进行修正,这两种阴极设计方法均是实现阴极闭环设计的途径,本文通过比较分析,完成了阴极闭环式的设计过程来提高阴极的设计精度及效率。为实现阴极闭环设计系统中的预测阳极工件环节,本文依据人工神经网络理论借助MATLAB软件神经网络工具箱建立了工具阴极与工件阳极的映射关系的BP神经网络模型。其主要内容包括:输入量、输出量的确定,数据收集以及预处理,BP网络参数选择以及隐含层层数及其隐含层节点数的确定,最后通过网络仿真,该BP网络的预测精度可达±7%,具有较高的预测精度,可用于阳极工件预测。本文以某发动机叶片叶身三维复杂曲面为研究对象,从叶片的初始阴极入手,采用FFT法与变电导率法分别对初始阴极进行修正,并分别确定了两种阴极设计方法的最佳比例系数与最佳电导率,最后通过对两种阴极修正方案的比较,证明了基于FFT法的阴极修正更有利于阴极设计精度与效率的提高。基于MATLAB软件与UG软件平台开发出了电解加工阴极闭环设计系统,该系统软件功能主要包括:阳极型面相关数据获取、初始阴极设计、神经网络训练、基于FFT法的阴极修正、基于变电导率法的阴极修正,可大大减小数据计算量与计算误差,方便操作,也可提高阴极设计精度与效率,实现阴极设计的数字化。