SiC/Al功能梯度材料的电火花加工多目标参数优化及回归分析

采用正交试验与灰色关联分析相结合的方法,对Si C质量分数为5%的Si C/Al功能梯度材料进行电火花加工工艺试验,研究了工艺参数对材料去除率、电极相对损耗率的影响,同时建立了工艺参数对材料去除率、电极相对损耗率及综合指标的多元非线性回归方程。结果表明:对综合指标的影响由主到次分别为脉冲宽度、脉冲间隔、抬刀高度、加工电压、峰值电流,优化后的加工参数为峰值电流10 A、脉冲宽度200μs、脉冲间隔50μs、加工电压50 V、抬刀高度3 mm,与参数优化前相比,材料去除率降低约5.8%、电极相对损耗率降低约51.8%。建立的回归模型可为Si C/Al功能梯度材料的电火花加工试验研究提供理论指导。     

镍基高温合金Inconel718的超高效电火花电弧复合加工

提出了一种超高效电火花电孤复合铣削镍基高温合金Ineonel718的加工方法．构建了一种新型大功率电源,主要由高压脉冲电源和低压大功率直流电源组成。在冲液和电极旋转的作用下得到了非连续电弧,材料去除率可达13421mm3／min,相对电极损耗率可达1．71％。进行了复合加工和电火花加工的对比实验研究,分析了电极转速对材料去除率和相对电极损耗率的影响,并对加工表面特性进行了研究。     

钛合金与镍基高温合金薄片振动辅助电火花加工工艺参数优化研究

在航空发动机叶片的电解加工过程中,由于存在加工间隙,导致加工后的叶片边缘存在尺寸与形状误差。采用电火花加工并辅以振动对叶片边缘进行粗、精加工修整,考虑到电火花加工参数与工件材料加工特性存在不确定性,通过正交试验探究了粗加工的峰值电流、脉冲宽度、振幅和振动频率对材料去除率、工具电极相对体积损耗率的影响。采用横截面尺寸为29 mm×0.5 mm的钛合金和镍基高温合金薄板作为工件进行长度2 mm的切断实验,通过极差分析法和方差分析法获得加工最优参数,并得出镍基高温合金、钛合金材料去除率最高分别达12.99、13.13 mm3/min,为后续利用成形电极对叶片边缘进行精密修整提供可参考的有效电加工参数。     

侧铣式高速电弧放电加工工艺研究

侧铣式高速电弧放电加工利用电极侧面放电蚀除工件材料,能加工复杂的型腔、沟槽及直纹面等。为了探索这种新型电弧放电加工的工艺特性,探讨了峰值电流、脉宽和冲液压力等条件对工件材料去除率和相对电极损耗率的影响。实验结果表明:提高冲液压力和峰值电流均能增大工件材料去除率;相对电极损耗率随冲液压力的提高而增大,随峰值电流的提高而减小。在一定范围内,工件材料去除率随脉宽的提高而增大,相对电极损耗率随脉宽的提高而减小。     

镍基高温合金短电弧加工工艺参数优化

为了对短电弧加工镍基高温合金材料过程中的材料去除速度,表面质量和电极损耗等工艺目标进行综合评价,在新型数控短电弧铣床设备上对峰值电流、脉冲宽度、占空比和电压等可调工艺参数进行正交试验,并运用灰色理论进行试验数据的分析。将复杂多变的多工艺目标转换为单一评价指标,即灰关联度。该方法很大程度地简化了试验过程,最终得到最优工艺参数组合方案。试验结果表明:得到的参数组合能够在保证表面质量的前提下提高短电弧加工效率并降低电极损耗率。     

PZT激励同步压缩放电通道微细电火花加工工艺参数对加工结果的影响

提出了压电陶瓷(piezoelectric ceramic transducer,PZT)激励同步压缩放电通道微细电火花加工,目的在于改善微细电火花加工的放电环境。介绍了PZT激励同步压缩放电通道微细电火花加工原理,研究了开路电压、脉冲宽度、脉冲频率和峰值电流对其电极损耗和材料去除率的影响,并与不采用压缩通道方法的微细电火花加工进行了对比。结果表明:同等条件下,采用PZT激励同步压缩放电通道技术,提高了加工过程的稳定性和材料去除率,降低了电极损耗率,有效改善了放电环境。     

旋转集束电极多通道烧蚀试验研究

基于多通道放电原理,设计了旋转集束电极多通道烧蚀加工装置,并使用该装置进行多通道烧蚀加工工艺试验,研究了氧气压力、脉冲宽度和低压电流对材料去除率的影响。结果表明:氧气压力增高,材料去除率呈现先增大后不变的趋势;脉冲宽度增大,材料去除率先增大后减小,且脉冲宽度为250μs时的材料去除率最高,达到12 mm3/min;随着低压电流的增大,材料去除率呈现线性增大趋势。     

基于非接触给电的高主轴转速微细电火花加工特性研究

在实现非接触给电的微细电火花加工的基础上,分别研究了圆柱电极和削边电极的主轴转速对材料去除率及电极损耗的影响。结果表明:无论是圆柱电极还是削边电极,随着主轴转速的提高,材料去除率增加,电极损耗率降低;且在削边电极的情况下,主轴转速的提高对于材料去除率和电极损耗率的改善更明显。     

液中喷气电火花铣削的加工性能实验研究

提出了液中喷气电火花铣削加工方法,用从旋转的管状电极中喷出的高速气体作为电介质,气体周围的水基工作液辅助冷却和排屑不直接参与放电.以45钢为工件、紫铜为电极进行了材料去除率和加工工件表面质量的工艺实验.结果表明,相对于干式电火花加工,液中喷气电火花铣削加工具有更高的材料去除率和相近的低电极损耗;且随着脉冲能量的减小,工件表面质量逐渐变好.同时对工件表面质量、白层厚度与加工参数的关系进行了分析.     

SiC_p/Al高速电弧放电加工研究

研究了高速电弧放电加工铝基碳化硅增强复合材料(Si Cp/Al)的性能。通过对体积分数为20%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行加工实验得出:在峰值电流500 A、脉冲宽度10 ms时,材料去除率超过8200 mm3/min,电极损耗率约为2%。此外,研究了加工极性对工件表面质量的影响,得出电极负极性、大电流可用于大余量材料去除,电极正极性、小电流可用于小余量表面修整的结论。最后,采用高速电弧放电加工实现了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钻孔、铣削和切割等加工工艺。