阴极复合进给窄缝电解加工精度的试验研究

为了提高窄缝电解加工的稳定性和定域性,提出了阴极持续直线进给与振动的复合进给方法.基于所研制的振动频率0~50 Hz、振幅0~2 mm、振动波形规律可调的振动装置,开展阴极复合进给的窄缝电解加工试验.结果表明：相比于直线进给,阴极复合进给能够显著提高加工定域性,降低窄缝缝宽;增加振动频率和振幅均有助于降低杂散腐蚀,提高窄缝加工一致性;采用阴极复合进给方法可加工出缝宽为0.305 mm的不同形状的窄缝结构.

五轴数控电解开槽加工整体涡轮盘的工艺试验研究

为解决整体涡轮盘机械加工效率低的问题,提出利用简单锥形回转体工具对某型号整体叶轮进行五轴数控电解开槽加工。首先分析了五轴数控电解加工的基本原理,建立加工模型,通过模拟加工电场分布,预测加工过程可能出现问题。再根据叶片几何形状和电解液流场优化分析结果,设计合理的数控电解加工用阴极工具,通过试验分析电压、阴极工具转速、电解液压力、温度等主要因素对加工结果的影响规律。最后基于自动数控编程软件编译合理的数控代码,采用优化的参数组合成功加工出多个整体涡轮盘叶片。满足了实际生产要求。

叶片脉冲电解加工过程的多场耦合模拟

与电火花加工相比,高频脉冲电压电解加工在加工精度、质量、稳定性及效率等方面有着明显改善。在建立三维航空叶片电解加工区域的基础上,进行了高频脉冲电压电解加工的电场、流场与温度场的多场耦合仿真,对比验证温度耦合热传递,推导说明在脉冲电压电解加工过程中电导率和气泡维持稳定的作用。

数控电解加工用圆柱阴极在线修正及试验研究

为解决数控电解加工中由于制造和装配误差引起圆柱类阴极轴向跳动大的问题,现基于电解加工原理对装夹于数控电解加工机床上的阴极进行在线反铐修正。首先研究了数控电解加工原理,找到修正量跟加工参数之间的关系;其次通过正交试验找到电源电压、频率、修正时间、电解液压力等参数的最优组合,阴极轴向跳动由最初的0.25 mm减小为0.004 mm;最后利用修正好的阴极钻削一工件,结果显示阴极跳动减小,加工中短路现象明显减少,加工孔的圆度明显改善。

基于UG软件直纹面整体叶轮的数控电解机械复合加工方法研究

利用UG软件生成数控轨迹,只需一次走刀即可实现对一不锈钢整体直纹面叶轮的开粗加工,足见其效率之高。

振动辅助电解车削加工技术研究

为提高电解车削材料去除率和改善加工表面质量,提出了振动辅助电解车削加工方法。采用阴极机械振动的方式使得加工间隙呈周期性变化状态,改善电解车削加工性能。进行了添加振动辅助前后的对比验证试验,研究了相关参数对振动辅助电解车削加工影响。结果表明:振动辅助电解加工能明显改善极间状态,提高材料去除率以及减小加工表面粗糙度值;材料去除率和表面粗糙度随着振动频率、加工电压、占空比、加工间隙和电解液温度呈规律性变化。

五轴联动数控电加工技术研究

为了解决难加工材料复杂形状零件的精密加工问题,基于电解-机械复合加工原理,研究开发了五轴联动数控电解机械复合加工机床,组合引进了五轴联动数控电火花成形机床和五轴联动数控单向走丝电火花线切割机床。采用五轴联动数控电加工技术,可实现整体叶轮、窄槽、窄缝、深腔、异形盲孔、内腔侧向盲孔等特殊复杂形状加工的工艺要求,加工精度优于±0.003 mm。

电解加工异形型腔的试验研究

通过数控电解加工的方法,进行了异形型腔的电解加工试验。根据型腔形状设计了专用的加工阴极,讨论了阴极流场分布。通过正交试验获得了最优的加工参数,对加工结果的分析表明:电解加工可获得较好的表面质量,工件表面最大误差仅为0.18 mm,且最大加工速度可达2mm/min,加工效率比电火花加工快了10倍。

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。

薄壁回转结构平动电解磨削试验研究

为了提高薄壁回转结构加工面余量分布的均匀性,改善表面质量,提出了一种磨头相对工件作圆平动的方法,并采用数值分析方法研究了加工间隙内流场、电场的分布规律.数值分析结果表明,平动运动消除了加工间隙内的负压区、空穴区和分股流,避免了加工面两侧的电场畸变.基于数值分析开展了工艺试验,工艺试验结果表明,采用平动偏心距为0.1 mm,平动周期为6 s的优化平动运动参数,加工面余量误差可控制在5μm以内,表面粗糙度R_a达到0.21μm.

基于汽车起动行星轴的压装机设计与实现

为了解决汽车起动机行星减速轴自动压销及压轴承等问题,设计了一套压装机。分析了产生压销误差的原因,提出了先预压后完全压紧方法和取销结构组件多孔定位控制策略,以数字式等分液压回转台为平台,PLC为主控制器,位置传感器为反馈单元,液压缸和气缸为执行机构,完成了压装机主要部件的机械设计和控制系统设计。运行结果表明,多孔定位控制策略正确,压销精度高,系统运行稳定可靠。

旧机床数控化再制造案例研究

从再制造和绿色度的概念出发,介绍了机床数控化再制造的一般方法。详细阐述了C5225立式车床数控化再制造的方案,包括采用电主轴、更换电动刀架、选配数控系统、实现半闭环伺服驱动等。对案例进行了技术可行性分析,得出了数控化再制造可行的结论。

金刚石磨头电火花车削修整技术研究

工具的精确设计和修整是电解加工的研究难点之一。由于特殊的制造工艺,铜基烧结金刚石磨头存在较大的圆跳动误差。为减小圆跳动误差,需对金刚石磨头进行修整。为此,提出了一种新的修整方法——电火花车削修整技术。利用该技术,可将金刚石磨头的圆跳动误差修整到0.003 mm。利用已修整的金刚石磨头和未修整的金刚石磨头分别对304不锈钢进行电解磨削,通过宏观和微观对比发现,采用电火花车削修整的磨头磨削精度高,加工误差小,且加工表面均匀,表面粗糙度值低、质量好。

陶瓷膜中试流程控制系统开发

为了满足新型陶瓷膜中试流程各操作参数处于最优值,在分析陶瓷膜中试流程结构与工作原理的基础上,分别对控制系统总体方案和系统软硬件展开设计;提出采用三回路专家PID控制算法,实现对压差、流量的精确控制;系统由PLC为控制器,触摸屏为上位机,压力变送器、流量变送器及温度变送器为反馈单元,电动调节阀为执行机构等部分组成;运行结果显示,对进料泵出口流量、循环泵出口流量跟踪控制时,误差在5%内,对陶瓷膜回路进出口模拟差压跟踪控制时,误差在3.3%内,表明系统控制精度高,且鲁棒性好。

基于FLUENT流场分析的数控电解铣削用阴极设计及试验研究

数控电解复合铣削加工用阴极的流场决定了一次加工的深度、加工效率和加工精度。通过FLUENT软件对3种不同类型出液口阴极进行流场数值模拟分析并比较、修正,最后通过实验验证数值分析的正确性。针对不锈钢整体叶轮,成功设计了切深65 mm的螺旋型喷缝阴极,在表面质量和精度满足粗加工要求时,最大进给速度为0.7 mm/min,且稳定性和重复性很好。

旧机床再制造项目预处理研究

介绍一种废旧机床数控化再制造的项目预处理方法。针对一台已老化的TK54100型数控镗铣床,首先详细阐述再制造风险评估的内容,即采用风险矩阵法求出风险概率并找出最大风险及其改进措施,然后介绍机床再制造工艺方案,包括主传动系统改造和控制系统改造等。

铝合金/不锈钢冷金属过渡熔-钎焊的接头性能

以ER4043(AlSi5)型焊丝作为填充金属,利用冷金属过渡熔-钎焊技术焊接异种材料6061铝合金与304奥氏体不锈钢,研究了不同焊接速度条件下焊接接头界面化合物层的物相组成及其抗拉强度.结果表明:通过优化焊接工艺参数能够得到连续均匀的焊缝,而且当焊接速度达到420mm/min时,焊缝表面的成形质量最好;在焊接接头的铝/钢界面形成了一定厚度的Fe-Al化合物层,其主要成分为Fe_2Al_5及FeAl_3相;焊接接头的抗拉强度为40 MPa,焊接接头的断裂发生于铝/钢的界面处,断口呈脆性断裂.

重频结构大修改动力重分析的矩阵摄动法

为拓展矩阵摄动法在结构重分析中的适用范围,提高重分析计算精度,针对重频结构参数大修改提出了重频结构动力重分析的矩阵摄动法。采用高次增量法将反映重频结构参数改变的质量矩阵和刚度矩阵的增量分别表示为小参数ε的一次与二次幂项之和,根据矩阵摄动理论推导得到重特征值的二阶摄动解及相应特征向量的一阶摄动解。数值算例表明,所提出方法极大提高了重频结构大修改下的动力重分析计算精度。

激光冲击强化对6061-T6铝合金TIG焊接接头疲劳性能的影响

利用高功率高重复率的Nd∶YAG激光对6061-T6铝合金钨极弧焊(TIG)焊缝和热影响区进行冲击强化处理,通过调整激光能量、冲击区域,进行了对比试验。通过低循环大应力拉伸疲劳测试获得了未处理和激光冲击强化后的焊接接头试样的安全寿命,分析了激光冲击强化对铝合金焊接接头疲劳性能的影响,根据断口形貌扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS),残余应力和硬度测试结果,研究了激光冲击强化提高焊接接头抗拉疲劳性能的微观机理。结果表明,激光冲击强化使6061-T6铝合金焊接接头安全寿命提高117.1%,其中激光能量为5 J、冲击区域为18 mm×16 mm,双面冲击后接头试样获得最大疲劳寿命。同时激光冲击强化抵消了接头表面残余拉应力并产生残余压应力,显著提高接头硬度,影响深度约1.4 mm。

温度辅助的金属箔板激光冲击微成形性能

激光冲击微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术，其利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件。由于微尺度效应的存在，激光冲击微成形件一定程度上受各向异性靶材的影响发生材料流动不均匀、塑性变形程度不一致和起皱现象。为了提高激光微成形件的成形性能，探究了温度辅助的激光冲击微成形工艺，以微凹模作为支撑，对厚度为50 μm的铜箔材进行了温热条件下激光冲击微拉深成形实验，利用形貌测量仪对获得的微拉深试样进行了三维形貌测试。结果表明：温热条件下激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善，成形高度较室温下得到进一步提升，在微凹模孔径0.8 mm和130 ℃时微拉深件成形极限为208.9 μm。