射流电解铣削加工微槽试验研究

针对管电极射流电解铣削加工微槽进行了工艺参数试验研究,结果表明:当其他加工参数不变时,单次加工的微槽尺寸与电流密度成正相关,与进给速度成负相关,多次重复加工微槽可有效增大槽深,但槽宽几乎不变.在此基础上,建立了槽宽和槽深关于电流密度与进给速度的经验公式,以及槽深关于重复加工次数的经验公式,并通过实验验证了经验公式的可行...     

钛合金喷注器微小孔电解加工应用

设计了一种航天用喷注器微小孔电解加工工艺方案,通过对微小孔结构阴极的设计、阴极绝缘处理方法的研究,对电解加工参数进行了分析和优化,实现了钛合金材料微小孔的稳定加工.基于上述研究成果,设计了电解分度工装,成功实现了某型号钛合金喷注器微小孔电解加工.     

电解电火花复合加工深孔试验研究

概述了难加工材料零件打孔的几种主要工艺方法,提出此类材料小孔、深小孔加工的一种新电解电火花复合加工试验方法.在改造的试验装置上,采用复合型电解液在不锈钢、钛合金试件上进行了小孔、深小孔加工试验.分析了生产率、表面粗糙度和加工精度等工艺效果的成因.结果表明,通过合理进行电解液配制和选择电规准等相关工艺参数,试件的材料去除率达14 mm/min,表面粗糙度值Ra ＜7.9 μm.虽然加工精度低于电火花加工精度,仍验证了该方法用于钛合金试件打孔的有效性.     

超声振动辅助铣削加工钛合金表面摩擦磨损性能研究

目的研究超声振动辅助铣削加工钛合金表面形貌及摩擦磨损性能的优势。方法将0、6、12μm的超声振动振幅分别施加到铣削加工的进给方向加工TC4钛合金,得到不同加工参数条件下的表面形貌。用多功能扫描电子显微镜观察不同条件下的微观表面形貌,并且对不同表面的摩擦磨损性能进行了测试,分析了超声振动对表面摩擦磨损性能的影响。结果施加超声振动后,表面微观形貌与传统铣削加工存在较大区别。表面微观形貌不仅存在因进给速度产生的进给划痕,还存在一定规律的微观织构。摩擦磨损试验分析了干摩擦与润滑脂摩擦两种情况。干摩擦条件下,超声振动对摩擦系数的影响较明显,振幅为6μm时,摩擦系数有所减小;振幅为12μm时,摩擦系数有所增大。脂润滑条件下,摩擦系数变化较小。结论通过超声振动辅助铣削可以加工出具有一定微观形貌的表面织构,这些微织构的存在影响了加工表面的摩擦磨损性能,对于研究表面抗磨减阻性能有一定的作用。     

微细超声辅助高速微槽铣削加工工艺研究

为了提高6061铝合金板微铣削槽加工质量,搭建一种轴向超声振动辅助高速微槽铣削实验装置。设计单因素实验探究主轴转速、超声功率、进给率三个因素对微槽顺铣侧毛刺长度和底面粗糙度的影响规律。制定正交实验寻求主轴转速、超声功率、进给率三个因素的共同作用对微槽底面粗糙度的影响效应,做显著性检验,寻找最优水平组合。实验结果表明:单因素实验中,相对高的主轴转速、适中的进给率、适中的超声功率铣削出的微槽顺铣侧毛刺较少、毛刺长度较短,相对低的转速、相对小的进给率、适中的超声功率铣削出的微槽底面粗糙度较小。正交实验中,主轴转速和超声功率值的变化对微槽底面粗糙度影响显著,通过正交分析与方差分析,最终确定出最优水平组合。     

电解铣削加工技术研究进展及展望

电解铣削加工技术具有加工柔性好、工具电极无损耗及与待加工材料力学性能无关等特点,在高效、精密加工难切削加工材料制作的复杂结构方面具有重要的应用前景,成为电解加工技术研究的热点.详细介绍了国内外研究者在电解铣削的材料去除机制、加工过程建模及加工工艺等方面的研究进展,发现目前距离该技术的规模化工程应用仍有加工精度、表面质量...     

纳秒级脉冲电流电解加工定域性的试验研究

利用纳秒级脉冲电源、毫微秒级脉冲电源和直流电源,进行了电解加工试验。并对不同电源加工出的微小孔进行了分析、比较,研究了影响电解加工定域性的工艺因素。结果表明：采用纳秒级脉冲电源能显著提高电解加工的定域性,优化纳秒级脉冲电源脉冲宽度和加工电压可进一步提高加工定域性。     

钛合金结构件磁流变电解复合抛光试验研究

目的 针对钛合金结构件高质高效抛光需求,提出了磁流变电解复合抛光新方法,探究不同抛光参数对钛合金表面质量的影响,以实现钛合金构件的高质高效抛光。方法 深入探究了加工电压、加工间隙、电解质质量分数和抛光转速等参数对钛合金抛光表面粗糙度以及粗糙度变化率的影响,分析了不同抛光参数下的钛合金表面形貌变化,验证了磁流变电解复合抛光钛合金的可行性。结果 随着电解液中Na NO3质量分数的提高,钛合金表面粗糙度先减小后增大,质量分数为1.0%～2.5%时,得到了优于单磁流变抛光加工的抛光效果。不同加工电压下的表面粗糙度对比结果表明,在加工电压为0.1 V时,钛合金加工后表面粗糙度达到最小,而后随着加工电压的增大,加工区域表面粗糙度呈现增大趋势;随着加工间隙的增大,钛合金抛光表面粗糙度呈现先减小后增大的趋势;随着抛光工具转速增大,钛合金加工后表面粗糙度先减小后增大。相比于单一的磁流变抛光,磁流变电解复合抛光钛合金90 min,可使表面粗糙度从初始323 nm降低至15nm,加工效率提高了62.5%。结论 磁流变电解复合抛光工艺能够用于钛合金人工关节假体高效高质量的抛光。     

线阴极滚印式掩膜电解加工微坑阵列试验研究

目的 为了解决现有电解加工技术中难以使用同一装置在多种型面零件表面一次性大面积制备高精度微坑阵列的现状。方法 提出一种可用于多种型面零件批量加工微坑阵列的线阴极滚印式掩膜电解加工技术,设计了一种滚筒式掩膜复合线阴极的阴极工具装置,采用铜丝(直径500μm)作为阴极,图形化的聚氯乙烯(PVC)作为掩膜,在10%NaNO₃电解液、0.1 mm极间间隙条件下,在不锈钢304材料工件表面进行电解微坑试验,探究电压、阴极工具旋转速度、阴极尺寸对加工微坑阵列形貌的影响,通过超景深显微镜、扫描电子显微镜以及奥林巴斯显微镜对电解后的工件试样表面进行表面微观形貌观测。结果 选用10.5 V的电压、0.2 r/min的旋转速度可在工件表面加工出高精度、高一致性的微坑阵列,其微坑直径分布范围为402.8～440.3μm,深度范围为66.2～74.2μm,微坑粗糙度范围为0.42～0.83μm。与传统的圆环型阴极电解加工结果对比,线阴极电解加工出的微坑阵列直径偏离掩膜孔尺寸小、定域性高。结论 使用线阴极滚印式掩膜电解加工方法可在不锈钢304材料工件平面、内圆柱面及外圆柱面制备大批量、高精...     

钛合金TC4电解加工表面质量的试验研究

钛及其合金在航空和宇航工业中有重要的作用,但在电解加工过程中存在着特殊性.其特殊性体现在:加工表面易形成钝化膜使加工困难以及非加工表面易形成点蚀影响表面质量.对钛合金TC4进行了电解加工试验,对样件进行了分析、比较并研究了影响表面质量的工艺因素.结果表明:采用脉冲电源,选择浓度合适的NaCl电解液和恰当的电参数加工能获得较好的表面质量.     

交流电解加工试验

使用交流电进行电解加工试验，与直流电解加工的生产率等指标进行比较，对交流电解加工的实用性进行了初步探讨。     

高速铣削钛合金Ti6A4V铣削力试验研究

采用涂层硬质合金刀具对钛合金Ti6A14V进行了高速铣削试验.通过分析正交试验直观图,研究了铣削参数的变化对铣削力的影响,为合理选择铣削参数提供了可靠的依据.高速铣削试验表明:采用小的轴向切削深度和每齿进给量及较大的径向切削深度和切削速度有利于减小铣削力.基于概率统计和回归分析原理,建立了铣削力回归方程,并对回归方程进行了显著性检验,检验结果表明:所建立的回归方程呈高度显著检验状态,与实际情况拟合的较好.     

钛合金叶片型面电解加工工艺研究

通过对某型机钛合金叶片型面电解加工工艺技术的研究,总结了叶片电解加工的一般规律.在工艺试验中研制了电极及夹具,同时获得了可靠的工艺参数,保证了零件加工质量,积累了钛合金叶片型面电解加工的经验,为航空发动机生产提供了强有利的支持.     

TC4钛合金高速铣削力研究

钛合金高速铣削因具有高效率、高质量的优点,被广泛应用于航空航天制造业。为了研究高速铣削参数对钛合金高速铣削力的影响,利用专业金属切削加工有限元软件AdvantEdge,对TC4钛合金高速铣削过程进行二维模拟仿真,建立了高速铣削TC4钛合金时铣削力的预测模型,获得了不同铣削参数对铣削力的影响规律,并对仿真结果进行了试验验证。结果表明:高速铣削TC4钛合金的铣削力比较小,基本不超过100 N,铣削力最大值达到140 N;铣削合力对铣削宽度的变化最为敏感,对铣削速度和铣削深度变化的敏感次之,对每齿进给量最不敏感。研究结果为优化高速铣削工艺提供理论分析和试验依据。     

面向钛合金微细铣削的等离子体电解氧化膜层的制备与性能分析

目的 降低TC4钛合金微小零件的铣削难度,提高表面加工质量和加工效率.方法 采用以NaAlO2为主要成分的电解液,借助等离子体电解氧化(Plasma Electrolysis Oxidation,PEO)作用,在TC4钛合金表面原位生长厚度约为20μm的疏松多孔氧化膜层.分别使用扫描电子显微镜、X射线能谱仪对氧化膜层的结构和组成进行表征,采用测力仪、白光干涉仪对氧化膜层微细铣削时的切削力和表面粗糙度进行测量.结果 氧化膜层为TC4钛合金原位生长所得,厚度较为均匀,约为20μm.结构疏松多孔,孔隙率高,孔洞分布较为均匀,与基体结合力差.与TC4钛合金相比,氧化膜层的弹性模量和硬度分别降低了79.8％和75.0％;相同切削参数下,三向铣削力分别降低了91.90％、78.13％和42.62％,表面粗糙度Ra值减小了52.6％.结论 该氧化膜层较传统膜层而言,有更加疏松多孔的结构,强度更低,可明显降低微细铣削的三向力,加工表面粗糙度明显降低,且无明显的顶部毛刺.该方法显著降低了TC4钛合金微细铣削的加工难度,有效改善了加工表面质量,验证了等离子体电解氧化的方法用于辅助铣削TC4钛合金的可行性.     

基于正交试验TA15钛合金铣削性能研究

铣削广泛应用于航空钛合金产品的加工制造,合理选择铣削参数对保证其加工精度和表面质量具有重要意义.采用TA15钛合金作为试验材料,运用正交试验方法,分析研究铣削该钛合金材料时铣削力随铣削速度、每齿进给量、铣削深度和铣削宽度四个因素变化的规律,通过多元线性回归分析得出铣削力的经验公式,并通过单因素试验验证了该公式的正确性,研究结果对指导钛合金材料的实际生产具有重要的意义.     

超声纵-扭复合铣削钛合金刀具磨损特性研究

目的采用超声纵-扭复合振动加工方法,获得较长的刀具使用寿命。方法采用理论建模与不同铣削振动方式,研究刀具磨损特性。通过超景深电子显微镜和粗糙度测试仪,分别对刀具微观形貌、工件表面粗糙度进行了分析;通过不同铣削方式加工钛合金材料,对刀具磨损特性进行了系统分析。结果与普通铣削和超声纵振铣削相比,超声纵-扭铣削方式下,刀具后刀面磨损减小,工件表面粗糙度降低。经测试,当去除面积为6356mm~2时,超声纵-扭复合加工刀具后刀面磨损量VB为103μm,分别比普通和超声纵振加工时降低了38μm和36μm。当去除面积为4530 mm~2时,Ra为1.2μm,普通铣削和超声纵振铣削的Ra则分别为1.62μm和1.38μm。由于超声纵振加工仅仅是在轴向方向实现了分离,后刀面时刻冲击着已加工表面,当去除面积为6356 mm~2时,刀具后刀面磨损量反有超出普通铣削的趋势。结论超声纵-扭复合加工从旋转方向内实现了刀-屑分离,在铣削过程中,极大地减少了刀具后刀面对已加工表面的冲击,从而使得刀具寿命有所延长,为高效加工、难加工材料提供了一种加工方法。     

钛合金铣削加工表面残余应力有限元仿真

为了分析铣削工艺参数对钛合金已加工表面残余应力的影响,根据金属切削有限元分析的相关理论,以钛合金Ti6Al4V为工件材料,建立了铣削加工的有限元模型。采用正交试验设计法对钛合金Ti6Al4V铣削仿真的工艺参数进行优化,并用极差法分析不同的铣削速度、铣削深度、铣削路径对钛合金Ti6Al4V工已加工表面残余应力的影响。研究表明:在钛合金Ti6Al4V铣削过程中,对工件已加工表面残余应力影响因素由小到大依次为:铣削深度<铣削路径<铣削速度,切削深度对已加工表面残余应力影响较小,铣削速度对已加工表面残余应力影响最大;在研究范围内,随着铣削速度的增大,已加工表面残余应力逐渐增加。     

微沟槽电解加工试验研究

采用掩膜微细电解加工方法在304不锈钢表面制备微沟槽结构。重点研究了电流密度、加工时间对微沟槽成形质量的影响规律,得到了较优的电流密度及加工时间,获得了宽度为200~250μm、深度为60~90μm的规整微沟槽结构。对比分析了Na NO3+H2SO4混合电解液与单纯Na NO3电解液加工获得的微沟槽形态及尺寸,结果表明Na NO3+H2SO4混合电解液能在一定程度上提高电解加工的定域蚀除能力。