短电弧车削蜂窝环重铸层影响实验研究

蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足其加工质量要求,且一般电加工效率低,因此选择短电弧车削。针对材料为GH3536的蜂窝密封环进行实验,为研究不同参数对其加工后重铸层的影响,设置单因素试验,以重铸层厚度和微观形貌作为检测指标,分析电流及电压波形图、工件表面扫描电镜图、截面金相图和表面能谱图。结果证明:重铸层厚度随电压和进给速度增加而增加,随工件和电极转速增加而减小,且表面质量有相同的趋势,多槽挡板电极可以得到更好的冲液效果,重铸层更薄且表面质量更好。因此,适当降低电压和进给速度、提高工件和电极转速,以及采用多槽挡板电极,可减少微裂纹、冲蚀凹坑、褶皱和熔滴颗粒等现象,提高工件表面质量,降低重铸层厚度。

Ti-6Al-4V钛合金超声振动辅助短电弧复合加工实验研究

针对普通短电弧加工排屑不畅引起的电极和工件之间形成颗粒桥造成短路、局部放电和二次放电等非正常放电现象,提出一种超声振动辅助短电弧加工的新方法来改善工件加工质量。通过实验对普通短电弧和复合加工后工件宏观特征和微观形貌进行对比。采用超景深显微镜、电子扫描显微镜等对加工后的表面形貌、粗糙度和元素能谱进行检测分析。结果表明:两种特种加工技术耦合后的工件表面形貌发生了变化,其表面纹路在超声作用下呈现无序化、均匀化,电蚀凹坑和表面微裂纹数量显著减少,重铸层厚度深铣削加工下从93.06μm降低至25.39μm,表面粗糙度降低16%以上,同时材料表面元素发生了改性。这为短电弧技术改善加工质量、材料改性、技术耦合的发展提供了一种新的思路。

短电弧磨削蜂窝环热源公式研究及温度场仿真

为预测不同电压下常规短电弧磨削蜂窝环加工深度的影响,对短电弧磨削蜂窝环温度场仿真热源公式进行了研究。针对热源系数与电压的关系,通过ANSYS软件研究得出的热源公式,并对短电弧磨削蜂窝环温度场仿真。研究了适用于不同电压下短电弧常规磨削蜂窝环的热源公式,通过温度场仿真结果,分析了不同电压磨削蜂窝环的温度分布及变化趋势。结果发现:得出的热源公式适用于不同电压下短电弧磨削蜂窝环加工的温度场;仿真温度云图的变化规律以及分布情况符合短电弧磨削加工的实际情况,仿真结果误差在5.9%以内,吻合度较好,为预测加工深度提供了理论依据。

基于短电弧切削加工技术高效性特点的研究

通过列举短电弧切削技术在水泥磨辊、立磨辊套、大型钢轧辊、磨煤辊等行业成功应用的实例,显现短电弧切削技术的高效性。通过高速摄像机拍摄短电弧的现场加工图片,得出短电弧放电通道的特点是多个点同时发生放电,并建立放电通道。再通过微观研究工具电极和工件电极的表面,结合发生放电间隙s,解释短电弧多通道群组放电的可能性,从而解释了短电弧群组加工技术的高效性。

短电弧加工机床数控系统设计与实现

为解决高硬度、高强度难加工导电材料的高效去除加工难度、以及短电弧机床机理研究和数控化应用的需要,设计并制作数控短电弧加工机床。分析现有数控系统软硬件特点及类型,并针对短电弧加工机床的要求,研制开发一套开放式数控系统。实际运行结果表明,该系统达到了设计要求。

基于MATLAB的短电弧加工工艺模型回归分析与研究

基于数控短电弧机床的试验数据,建立短电弧加工工艺参数与工件表面质量之间的数学模型,通过MATLAB7.0软件求解、分析并优化该模型,最终根据模型优化结果分析短电弧加工中影响工件表面质量的主要加工因素。

脉冲电源下GH4099的短电弧铣削加工实验研究

GH4099作为航天中常用的难加工材料,传统加工不能很好地满足其加工需求,选择短电弧铣。削加工对GH4099开展加工实验。为探索GH4099短电弧铣削加工的最优参数组合,设计正交实验,以材料去除率(MRR)、相对电极损耗率(RTWR)以及表面质量作为衡量指标,采集加工过程中的电压电流波形,拍摄加工完的工件表面超景深图、微观形貌图以及截面金相图,并用X射线能谱分析工件表面元素,得出在电压为30 V、占空比为50%、频率为2.6 kHz、电机转速为900 r/min、冲液压力为0.3 MPa时可以保证GH4099高效加工的同时,也能使加工过程具有较低的电极损耗以及获得较为理想的表面质量。

电极材料对短电弧磨削航空发动机蜂窝环表面质量影响研究

短电弧(SEAM)磨削航空发动机蜂窝环是一种新型的航空航天盘环类零件的加工方法,针对此类零件低刚度、薄壁的特点,采用短电弧低电压放电磨削,达到高精度、高效率和高质量的加工要求。由于采用不同材料的电极会产生不同的加工效果,为了研究其性能规律,采用铸铁、紫铜、黄铜及石墨4种材料进行短电弧磨削航空发动机蜂窝环试验,分析其重铸层厚度、表面粗糙度(Ra)、表面微观形貌(SEM)、加工表面元素、加工电流波形、电极损耗率(TWR)。结果表明铸铁材料电极放电磨削后的重铸层厚度最低,并且表面无微裂纹,而石墨电极加工后的重铸层厚度最大,且石墨电极TWR最高,影响加工精度,故不适用此类零件短电弧磨削加工,紫铜电极加工时的放电稳定,且电解电流最大,若延长空转时间则能有效地产生电解反应去蚀除重铸层。

直流短电弧铣削加工GH4099的影响研究

为了探究直流短电弧铣削加工GH4099高温镍基合金的性能,采用空心管状石墨作为工具电极,以GH4099为工件材料,通过单因素试验分别分析输入电压、主轴转速以及冲液压力对GH4099的材料去除率(MRR)、工具电极损耗率(TWR)、表面质量和金相组织的影响规律。结果表明:随着输入电压和冲液压力的增大,MRR均呈现先增大后减小的趋势,TWR呈现先减小后增大的趋势;增大输入电压,热影响层变厚;适当提高冲液压力,能够降低加工中的短路现象、工件表面微裂纹和冲蚀孔洞的数量,有利于改善工件表面质量;随着的主轴转速的增大,工件表面质量也有所改善。

便携式短电弧切削技术的研究

便携式短电弧切削设备及关键放电技术和短电弧切削机床的研究成功，将从根本上改变世界难加工导电材料加工方法不足的被动局面，从而实现“让世界不再有难加工导电材料”的夙愿和梦想。