Precision manufacturing of turbine wheel slots by trim-offset approach of WEDM

The present study aims to precisely manufacture the turbine wheel slot using a novel trim-offset approach of wire-electrical-discharge-machining (WEDM) in order to overcome the challenges of a conventional broaching process. Two dimensional model of turbine wheel slot is prepared in ‘ELCAM’ software to generate the computer-numerical-control (CNC) code of fir-tree-profile geometry. The experimental plan based on a trim-offset approach is executed to minimize the thermal damage and to improve the surface fatigue strength, which is most desirable for a long operating life of the jet engine. An average cutting speed of ~1.5 mm/min is observed for rough-cut and ~5 mm/min for trim-cut operation. Six categories of wires are used to manufacture the turbine wheel slots without any wire breakage and gap-short issue. The fabricated profile slots have demonstrated an average roughness (Ra) of 0.65 μm, profile accuracy within ±5 μm, minimum hardness alteration (34.87 Hv), and negligible recast layer (<5 μm) using B-150 wire and fulfilled the essential requirements of the gas turbine industries. Compared to wire-electrochemical-machining (WECM), WEDM trim-offset approach is quite advantageous and should be beneficial for the researchers working in ‘Precision machining of aerospace materials’.     

四棱锥复合梯度表面液滴的定向移动

目的 探究出能使液滴移动距离达到最大的复合表面制备手段,以及液滴在其表面的移动机理及影响因素。方法 采用电火花加工技术在H62黄铜表面制备四棱锥结构构建结构梯度,并通过化学刻蚀在四棱锥表面制备润湿梯度,从而形成复合梯度结构。分别使用扫描电子显微镜和高速摄像机观察复合表面的微观结构与试件表面液滴的移动过程。结果 复合结构表面不仅具有不对称几何形状引起的拉普拉斯压力,其上的液滴还会受到不平衡表面张力的作用。润湿梯度提供的不平衡表面张力与结构梯度形成的拉普拉斯压力共同组成驱动合力,令液滴在相较单一梯度表面表现出更强的移动性能。对比分析侧面夹角等因素对液滴定向移动的影响规律后得出,经化学蚀刻后的复合表面,液滴移动距离提升明显,并且移动距离增加量与夹角β成正比。在结构梯度与润湿梯度的共同作用下,液滴在β=5°的试件表面上定向移动距离达到最大,最大移动距离Lmax=6.96 mm。结论 相较于单一梯度表面,复合型液滴定向移动表面可以获得最长的移动距离,表现出良好的应用前景。制备方法上,电火花线切割与化学刻蚀操作简单,成本低廉,有助于推动制备大批量液滴定向移动复合表面的相关研究。     

模具零件叠加法快走丝电火花线切割加工研究

总结了影响叠加法快速电火花线切割加工的主要因素,通过正交试验法,对影响模具零件叠加法加工的电参数和非电参数进行了优化设计。试验表明,叠加法加工能有效提高模具零件加工效率,应采用尽可能高的峰值电流Ip、较高的脉冲宽度ON和适度的叠加厚度H及走丝速度V。     

慢走丝线切割单点放电温度场有限元分析

建立了慢走丝电火花线切割单脉冲放电模型,利用有限元分析了单脉冲放电温度场分布。计算出该条件下工件放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的材料去除率进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正。讨论了不同峰值电流和脉冲宽度条件下,蚀除凹坑体积与材料去除率(MRR)的变化规律,并分析了峰值电流和脉冲宽度对MRR的交互作用。分析结果表明:考虑实际加工的相关因素,模拟的单脉冲放电的MRR经修正后可以近似表征实际连续切割时的MRR;单个凹坑的蚀除量随着电流和脉宽的增大而增大,并且电流和脉宽的交互作用随着它们取值的增大而更加明显。     

7CrSiMnMoV钢电火花线切割电参数优化及变质层研究

通过电火花线切割加工7CrSiMnMoV模具钢,对线切割加工电参数和工件表面的变质层进行了研究。利用正交试验的方法对加工电参数进行了优化,电参数优化后的工件表面质量得到提高。在此基础上观察分析了7CrSiMnMoV模具钢线切割后变质层的微观形貌和显微组织,并利用X射线衍射仪对线切割加工试样表面变质层的物相进行了分析。     

线切割加工连续脉冲放电电极丝三维振动分析

在线切割加工过程中,由于放电通道内电极丝受到张紧力、放电合力、流体阻尼等作用,电极丝必然会产生挠曲变形和振动现象,严重影响线切割加工的效率、精度和稳定性,主要体现在工件加工精度、表面粗糙和切口宽度。从分析放电通道内的电极丝受力情况出发,将放电合力进行傅里叶变换,结合弦振动非线性偏微分方程,建立三维多脉冲放电的电极丝振动模型,运用COMSOL仿真软件,求解电极丝振动振幅数值解。在此基础上,分析各个因素对电极丝振动的影响规律,已获得减少电极丝振动振幅的实践加工方法,为实际加工过程提供理论指导依据。     

高效电火花线切割磁场对表面烧伤影响研究

为减少往复走丝电火花线切割在大能量加工条件下工件表面出现的烧伤条纹,分析了烧伤条纹形成的机理:烧伤条纹主要是因汽化后切缝内工作液不足,熔融的蚀除产物无法随工作液向切缝后部顺畅地排出,从而附着在切缝侧壁而产生。而与切缝轨迹方向平行的梯度磁场可对铁基蚀除产物产生磁场力作用,以借助磁场来促进蚀除产物的排出。试验结果显示:磁场能有效减轻烧伤条纹的产生,且通过极间放电波形的采集发现,在磁场作用下放电波形中击穿延时比例增加,说明极间放电间隙状态有所改善。     

异形孔零件的线切割编程与加工

通过对典型零件的加工工艺分析，介绍了用北京迪蒙卡特线切割机床加工锥度、上下异形类零件的程序编制规则和方法，该方法相比TurboCAD软件自动编程操作简单快捷，编程者更易掌握。     

提高精度的线切割改进工艺

模具类零部件多存在大量圆孔或异形孔,位置精度要求较高,因此常规加工方法为线切割。如果采用一次性线切割工艺加工出所有高精度位置的孔,可以避免定位误差,并明显提高线切割加工的位置精度。在分析孔加工形状误差的基础上提出了一种改进工艺。该工艺同时适用于快走丝和慢走丝。     

基于RS274的电火花线切割加工数控系统解释器的设计与实现

针对电火花线切割加工(WEDM)开放式数控系统对解释器的要求,采用了以RS274解释器为基础,结合WEDM的工艺及运动特点,设计并实现支持WEDM加工C代码指令,双平面运动G代码指令及其他辅助加工M代码指令的解释器.最后给出了运行实例,验证了该方法的可行性与正确性.