短电弧加工不同直径电极间隙流场研究

在短电弧加工过程中,利用流体软件Fluent对不同的电极直径加工间隙流场进行仿真,通过极间流场中的压力场与速度场间接得出加工屑排除的变化规律,并通过实验进行验证。结果发现:电极直径的增大可以促进加工屑从加工间隙排出,减少因间隙颗粒的堆积而产生的短路现象,从而避免“二次放电”;当加工深度不变时,电极直径的大小与工件材料的去除率呈正相关,证明短电弧加工过程中存在“面积效应”;电极直径的相对变化对工件表面质量没有明显的改善,即对表面粗糙度的影响不大。     

基于响应曲面法的GH4169铣削参数优化及实验研究

机械加工的表面质量会极大地影响零部件的使用寿命。该文以降低镍基高温合金GH4169加工过程中的表面粗糙度为目标，对镍基高温合金GH4169的铣削参数进行优化。基于响应曲面法分析了铣削参数(转速、进给量、切削深度)对表面粗糙度的影响规律，建立了铣削参数与表面粗糙度之间的二次多项式模型并进行了验证，确定了降低表面粗糙度的最优工艺参数组合。研究结果表明，当A=928.34 r/min,B=243.35 mm/min,C=0.2 mm时，粗糙度可达到0.143μm。采用最优参数组合进行加工实验，并对铣削加工后的表面粗糙度进行测量，得出粗糙度实测值与模型预测值的相对误差为0.2%,可见所建立的模型是准确的。可满足某些航空航天高精度零部件表面质量特性，因此该模型对GH4169铣削加工具有指导意义。     

不同电极材料对电火花成型加工特性的实验研究

电火花成型加工过程中,不同的电极材料对成型工件的表面质量及加工时间均有影响,本文在相同的电参数与非电参数下分别以石墨、钨铜、紫铜3种工具电极材料来加工不锈钢工件并对实验的结果进行分析。实验结果发现:钨铜电极成型的工件表面质量最好,可以达到0.841um的高精度水平,满足航空航天精密零件的加工要求,同时加工时间为12.63分钟相对较少,其次当电极为石墨时,加工效率低下且成型后的工件表面粗糙度相对较大,通过SEM观测发现凹坑明显表面有熔融物吸附,不符合零件加工的工艺要求。因此通过加工的综合对比,在电火花成型加工中,石墨电极不适用于圆形深小孔加工。     

不同铣削参数对镁合金（AZ31B）表面质量的影响规律研究

进行了端面铣削加工对镁合金AZ21B表面特征的性能实验。在干式加工环境下,以刀具前角、线速度、最大切削厚度、切削深度为影响因子,以表面粗糙度作为分析表面完整性的指标,采用硬质合金刀具进行实验,实验结果表明：镁合金铣削加工中,随着切削深度、线速度、最大切削厚度的增加,工件的表面粗糙度也随之增加,其中切削深度小于6 mm、线速度小于1800 mm/s、最大切削厚度小于0.07 mm时,表面粗糙度值均为Ra1.0μm以下,可实现镁合金的高精度加工;同时刀具前角对镁合金加工至关重要,表面粗糙度随着刀具前角的增加呈现先增加、后降低的规律;当刀具前角在8°～16°区间内,表面粗糙度逐渐增加;当刀具前角为20°时,工件的表面质量相对较高,表面粗糙度为Ra0.5μm左右;结合整体试验的加工情况,特殊情况下刀具前角可以优先选择负角度加工。     

不同倍径对2A12铝合金深度铣削加工实验研究

在用加工中心对工件深度铣削的加工过程中，随着铣削深度的增加，机床夹头夹持刀杆的悬空长度也相应增加，刀尖切削刃相对去除材料面发生轻微振颤，通常产生振刀纹路现象，严重影响精密产品的加工合格率。在相同的切削参数下，为了提高深度铣削工件表面质量及降低加工轮廓上下面的锥度，对刀具直径与倍径的关系进行研究，即刀径确定后所对应铣削深度的极限值。文中针对航空航天领域常用材料2A12铝合金工件，以不同直径的刀具在不同倍径下进行加工，研究发现刀具在6倍径以下时轮廓锥度及表面质量较好，可实现精加工，同时在6～10倍径范围内刀具使用性能及加工状态满足半精加工或者开粗，而当加工刀具超过10倍径时，轮廓刀痕较为明显，工件表面粗糙度出现突变现象，增大的斜度较为明显，刀具切削刃磨损较大，使用寿命大大降低，不满足航空零部件的高精密加工。     

镁合金（AZ31B）铣削加工工艺参数的试验研究

为提高镁合金（AZ31B）铣削加工中的工艺性能，以加工中的刀具前角、线速度、每齿最大切削厚度及切削深度为影响因子，以加工的转矩与弯矩为目标参数，为保证镁合金零部件加工性能良好，设计4水平2因素的正交试验，试验结果表明：镁合金（AZ31B）铣削加工中可以采用较大的进刀量和高速切削，在线速度为2400 mm/s时，转矩值最小，同时弯矩出现拐点，其值可达到18.5 N·m。在满足精加工的粗糙度要求下，最大切削厚度0.08 mm为其极限值，在加工过程中使用的刀具必须锐利，在合适的范围内可以优先选用较大的前角，并且随着刀具前角的增大，转矩变化较为明显，在刀具前角为12°时，转矩值最大，弯矩呈现先降低、后增大的趋势，同时在刀具前角为16°时，所对应的弯矩、转矩最小，结合整体试验的加工情况，特殊情况下刀具前角可以选择负角度加工。