鈦合金薄壁窄槽電加工試驗(yàn)研究.pdf

1、薄壁窄槽結(jié)構(gòu)是指寬度在0.1-1mm、長度在1-100mm、深寬比小于2的槽型微小結(jié)構(gòu)。鈦合金薄壁窄槽在航空航天、精密儀器、生物醫(yī)療等領(lǐng)域中的應(yīng)用愈來愈廣泛。電火花加工方法不受材料硬度、韌性、強(qiáng)度的影響，宏觀作用力小，因而在金屬材料的薄壁窄槽加工中被廣泛采用。然而，電火花加工存在表面變質(zhì)層、微觀裂紋等問題，顯著降低了零件的使用壽命及疲勞性能。電解加工方法具有無電極損耗、加工表面無變質(zhì)層、無變形等優(yōu)點(diǎn)，在去除電火花加工表面變質(zhì)層方面具有獨(dú)

2、特優(yōu)勢(shì)。針對(duì)鈦合金(TC4)薄壁窄槽結(jié)構(gòu)，本文探索采用電火花方法首先進(jìn)行穿槽加工，再采用電解方法拋光加工表面變質(zhì)層。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過單因素試驗(yàn)法，研究了多個(gè)工藝參數(shù)，如不同極性的加工方式、脈沖寬度、抬刀速度、峰值電流、開路電壓、脈沖間隔，對(duì)電極相對(duì)損耗、薄壁窄槽內(nèi)側(cè)面的粗糙度、平均變質(zhì)層厚度、內(nèi)側(cè)面形貌的影響；粗略得出了電火花加工鈦合金(TC4)薄壁窄槽時(shí)各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)工藝指標(biāo)的影響規(guī)律，對(duì)加工參數(shù)的取值區(qū)間進(jìn)行了

3、初步優(yōu)化。⑵進(jìn)行了正交試驗(yàn)，研究了脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流、開路電壓對(duì)電極相對(duì)損耗、加工表面粗糙度、加工表面變質(zhì)層厚度、加工錐度4項(xiàng)工藝指標(biāo)的影響。利用灰關(guān)聯(lián)理論將上述4項(xiàng)工藝指標(biāo)參數(shù)的優(yōu)化問題，轉(zhuǎn)化成了單一指標(biāo)(灰關(guān)聯(lián)度)問題，使得復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化。得到了優(yōu)化參數(shù)組合：脈沖寬度3.7?s、脈沖間隔49?s、峰值電流6.2 A、開路電壓100V。對(duì)比正交試驗(yàn)的結(jié)果，優(yōu)化后的參數(shù)組合提高了鈦合金(TC4)薄壁窄槽加工表面質(zhì)量、降低了加工

4、錐度和電極相對(duì)損耗，實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。⑶采用電解拋光的方式，對(duì)電火花加工的表面變質(zhì)層進(jìn)行去除試驗(yàn)，得出了拋光電壓、拋光時(shí)間對(duì)加工效果影響的規(guī)律：隨著拋光電壓及拋光時(shí)間的增加，變質(zhì)層表面先出現(xiàn)點(diǎn)蝕，之后點(diǎn)蝕逐漸擴(kuò)大、重疊，覆蓋整個(gè)變質(zhì)層表面，形成了平整的加工表面；隨著拋光時(shí)間的增加，表面粗糙度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，而電解拋光速度會(huì)一直降低。在拋光電壓、拋光時(shí)間分別為4.6V、60s，5.4V、40s以及5.4V、60s時(shí)，變質(zhì)