基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。     

高温镍基合金涡轮叶片气膜冷却孔电解加工基础试验研究

以探究工艺参数对冷却孔的加工精度和加工效率的影响为主要目的,以高温镍基合金Inconel718为基材进行电解加工气膜冷却孔的基础试验研究。首先利用正交试验初步优化了管电极电解加工冷却孔的参数,其次通过单因素试验进一步研究了电解液入口压力P、加工电压U和电极进给速度f等关键加工参数对加工精度及加工蚀除率的影响,最终确定了最优加工参数组合。试验结果表明:电极进给速度对单边间隙的影响最大,电解液入口压力对单边间隙的影响最小;加工电压对材料蚀除率的影响最大,进给速度对材料蚀除率的影响最小。试验获得的最佳加工参数为:电解液入口压力为0.4 MPa,加工电压为9 V,电极进给速度为0.42 mm/min,在此参数组合下加工出冷却孔的加工精度和加工效率为最优。     

用高转速微电极电解钻削深小孔

针对难切削材料的深小孔加工,提出一种有效排屑、迅速补充电解液的新工艺——高转速微螺旋电极电解钻削加工工艺,并对该工艺进行了机理分析与试验研究。研究了电极转速、电压、脉冲频率、进给速度等工艺参数对深小孔电解钻削加工精度和稳定性的影响,提出合理匹配上述参数可在较高加工效率下获得高的加工精度和加工稳定性。基于硬质合金微螺旋电极用自行研制的高精度微细电解系统成功地在高温镍基合金GH4169上加工出了一组孔径小于0.5mm、深径比大于10、形貌较好,锥度较小,侧壁陡直,进出口边缘锐利的深小孔。试验结果表明,高速电解钻削加工工艺在深小孔加工方面很有潜力。     

超声电解复合加工小孔工艺试验研究

为了研究超声电解复合加工难加工材料上小孔工艺,在8 mm厚的不锈钢1Cr18Ni9Ti上进行通孔加工试验。通过正交试验研究了电压、初始间隙、阴极转速和进给速度对小孔直径和表面粗糙度的影响,运用综合平衡法得出最优组合是:电压7 V、初始间隙0.2 mm、阴极转速1 600 r/min、进给速度1.6 mm/min。     

旋转电极电解电火花切割玻璃微结构试验研究

针对高深宽比非导电硬脆材料(如石英玻璃和陶瓷)微结构的加工需求,对微细电解电火花切割加工方法进行了深入研究。首先,提出了使用旋转螺旋微工具电极的电化学放电切割方法,并对切割缝宽模型进行了讨论;其次,对旋转螺旋电极电解电火花切割加工工艺进行了深入的试验研究,试验研究了加工电压、脉冲频率、占空比和主轴转速这些关键工艺参数对切割加工精度的影响。实验结果表明,缝宽随着施加电压和占空比的增加而增加,随着频率、主轴转速和进给速率的增加而减小。最后,通过优化后的参数成功加工出缝宽为135μm的微缝阵列、复杂的封闭微结构以及深宽比达6∶1的微图形结构。由此表明该方法是一种可有效加工高深宽比绝缘硬脆材料微结构的新工艺。     

GH4169电解磨削加工试验研究

电解磨削是一种电解加工与机械磨削复合的加工方法,适合难加工材料复杂结构的加工。研究了GH4169电解磨削加工中阴极进给速度对材料去除率和过切量的影响,试验结果表明,随着进给速度的增大,材料去除率增大,过切量减小。通过单因素试验,得到了加工电压和电解液温度对最大进给速度及对应的材料去除率和过切量的影响规律。     

精密微小孔的电解—磨削复合扩孔加工技术研究

采用电解—磨削复合扩孔加工技术加工精密微小孔,探讨了其加工机理,分析了多种因素对微小孔加工精度和表面质量的影响,如加工电压、进给速度、电极转速。通过对加工参数的优化,采用微小金刚石导电磨针在厚度为0.3mm的不锈钢片上加工出高精度、低表面粗糙度的微小孔。     

微细孔电解加工控制方法及试验研究

基于微细电解加工的特点，介绍了一种微细电解加工系统。该系统能够将加工间隙控制到几微米到几十微米的范围内。根据电解加工以离子形式对材料去除的特性，进行微细电极、微细群电极的制备研究，并将其用于微细孔、群孔的加工中。试验分析了各工艺参数如电压、溶液浓度、加工间隙、进给速度等对微细孔电解加工精度的影响。结果表明，微细电解加工的侧面间隙随着加工电压的降低、溶液浓度的减小、脉宽变窄和初始加工间隙的减小而减小，改善了加工的定域性，加工精度得到提高。     

窄细槽分段速进给电解加工方法研究

针对小间隙电解加工过程中极间间隙不稳定导致加工效率低下甚至发生短路等问题,以窄细槽电解加工过程为研究对象,提出自适应于工件蚀除速度的电极进给分段速加工方法。建立极间电流与加工深度之间的理论关系模型,采用单因素实验法对理论模型进行修正,使其反映实际加工过程。依据电解过程中深度与电流的变化规律,建立电极进给速度实时修正方程,实现电解过程不同进给速度段的划分。采用速度线性矢量混合算法,构建速度控制方程,实现各段速间的平稳过渡,保证电极进给速度变化时极间电流的稳定。实验结果表明,分段速进给控制方法能有效避免小间隙电解过程中由于进给速度与工件蚀除速度不匹配而导致的短路现象,有效保证窄细槽电解加工效率与轮廓精度。     

数控电解复合铣削不锈钢的试验研究

针对高硬度、高强度、高韧性金属材料的难加工问题,提出了数控电解复合铣削加工的方法.该方法利用复合阴极相对工件作数控展成运动,可完成对复杂形状工件的电解复合铣削加工.在成功研制复合阴极、特殊刀柄、新回转工作台、电解液防护槽、排水和排气管路基础上,将一台数控高速雕铣机床改造成为一台数控电解复合铣削加工机床.选取主轴转速、进给速度、电压、电解液压力及切深为5个主要工艺参数,对304不锈钢进行了数控电解复合铣削正交试验研究,最终得到了加工该材料的较优的工艺参数.     

复合进给电解加工机床的研制

针对现有电解预加工叶片型面复杂、叶栅通道扭曲的整体叶盘时存在的加工余量分布不均、余量差过大等问题,分析了现有技术中工具电极单一直线进给的缺点,基于工具电极可直线与旋转复合进给加工方法,研制了可以实现复合进给运动的电解加工机床,并配合基于PMAC的开放式数控系统,使该机床具有高精度、高柔性、开放化等特点,同时,研究了机床最优进给路径的实现方法,从理论上证明了该方法的优点及可行性。相较于现有技术,该机床有助于提高叶栅通道的加工精度、减小加工余量差,为后续叶片型面精加工奠定了良好的加工基础。     

数控电解机械复合切割加工间隙研究

根据电解加工平衡间隙理论,建立了数控电解机械复合切割加工的物理和数学模型;基于FLUENT软件分析得到数控电解机械复合切割加工的间隙内流场分布规律,根据间隙内流场分布规律优化设计阴极,改善了流场分布。并以某一型号阴极为例进行试验研究,得到电压、主轴转速和电解液温度等加工参数与加工间隙的影响规律,求得对应条件下最快平衡进给速度,为实际加工提供依据。     

管电极电解铣削加工316不锈钢的实验研究

采用金属管电极进行射流电解铣削加工,研究了316不锈钢材料在不同电压、初始间隙、进给速度等工艺参数下电解铣削沟槽的加工特性以及在不同跨距、走刀轨迹下电解铣削加工平面的加工特点.实验表明:工艺参数对沟槽和平面加工有较大的影响.     

陶瓷基复合材料旋转超声加工特性研究

针对陶瓷基复合材料加工方法的优势和不足,采用旋转超声加工方法对陶瓷基复合材料进行加工,完成旋转超声加工方法与传统加工方法的对比试验。试验表明,钻削力随着主轴转速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;扭矩随着主轴钻速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;工件表面粗糙度随着主轴转速和进给速度的增加先降低后增加。超声加工方法获得的钻削力、扭矩和表面粗糙度均优于传统加工方法。     

弧面群孔结构管电极电解加工试验研究

验证了管电极电解加工浮动瓦片弧面群孔结构的可行性;设计了群管电极专用夹具及数控旋转台,进行了不同参数下的弧面群孔加工试验,研究了加工电压、进给速度及电解液压力对孔径及孔径极差的影响;采用优化后的参数在弧形零件上加工出了8x27阵列孔,孔径满足设计要求。     

非导电工程陶瓷电火花磨削技术

开发出双电极同步伺服跟踪电火花磨削新技术,该技术突破了传统的机械磨削和电解电火花机械复合磨削方法,利用导电磨轮与紧贴非导电工程陶瓷工件表面作自动伺服进给运动的薄片辅助电极间的放电实现电火花磨削。对非导电的Al2O3工程陶瓷进行加工试验,给出加工参数如脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压、峰值电流、磨轮转速以及铜片电极厚度等对材料去除率和表面粗糙度的影响规律关系。试验结果表明,该种新型加工技术具有效率高、表面质量好、成本低和对环境无污染等优点。     

电解线切割加工技术试验研究

分析了应用电解线切割加工工艺在厚不锈钢板上加工高深宽比结构的可行性。为解决加工高深宽比结构时的排屑问题,在分析该工艺特点的基础上,采用了轴向冲液的方法。在自行搭建的加工系统中,进行了不同加工参数的一系列试验,以研究加工电压、电极丝进给速度、电解液浓度和冲液速度对该工艺的影响。最后,对电解线切割加工参数进行优化,加工出了缝宽为160μm、深宽比高达30的微型花键。     

低浓度电解液管电极电解加工冷却孔实验研究

以航空发动机常用材料Inconel718镍基高温合金为基材进行电解加工,得到气膜冷却孔。通过几组对比实验,分析了低浓度电解液电解加工中电极进给速率和加工电压对加工精度、加工效率和加工稳定性的影响,得到低浓度电解液电解加工冷却孔的最优工艺条件为:NaNO_3质量分数4%,柠檬酸钠质量分数2%,电极进给速率6μm/s,加工电压8 V,在该工艺条件下,精度控制好,加工效率高,加工过程稳定。     

旋转超声钻削的切削力数学模型及试验研究

通过分析硬脆材料脆性断裂去除机理和旋转超声加工特点,确定旋转超声加工时单颗磨粒的切削时间、切削深度、切削速度及切削轨迹长度,建立旋转超声恒进给率钻削硬脆材料的切削力数学预测模型。光学玻璃加工试验研究表明,切削力随进给速度的增大而增大,随主轴转速的提高而减小;在高进给速度条件下,切削力对主轴转速的变化更为敏感,在低主轴转速条件下,切削力对进给速度的变化更为敏感;从而很好地验证了已建立的切削力数学预测模型。旋转超声加工和普通加工的对比试验表明,旋转超声钻削加工可以有效降低切削力,一定程度上减小出孔崩边尺寸,从而提高加工效率、降低加工成本。根据旋转超声加工的表面粗糙度值略高于普通加工,提出硬脆材料脆性断裂去除时磨粒实际切削深度决定加工表面粗糙度的判断。     

小间隙高速精密电解拉削扩孔方法研究

为了进一步提高电解扩孔的精度和表面质量,提出一种小间隙高速精密电解拉削扩孔方法,通过减小电解拉削工具阴极升角、大幅提高进给速度等措施,实现加工间隙约0.1mm的小间隙电解拉削状态.开展不同速度下快走丝放电线切割圆孔和椭圆孔的电解拉削扩孔试验,分析进给速度、加工间隙对加工轮廓度和表面质量的影响.研究结果表明,小间隙高速电解拉削可以实现高精度、高表面质量的扩孔加工.