本文關(guān)鍵詞：鈦合金薄壁窄槽電加工試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：薄壁窄槽結(jié)構(gòu)是指寬度在0.1-1mm、長(zhǎng)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(lái)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(wèn)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(wú)電極損耗、加工表面無(wú)變質(zhì)層、無(wú)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)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。具體工作如下:首先,通過(guò)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(kāi)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)行了初步優(yōu)化。其次,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(kāi)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(wèn)題,轉(zhuǎn)化成了單一指標(biāo)(灰關(guān)聯(lián)度)問(wèn)題,使得復(fù)雜問(wèn)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6.2A、開(kāi)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。最后,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)層幾乎被完全去除。電解拋光進(jìn)一步地提高了鈦合金(TC4)薄壁窄槽的加工表面質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：電火花加工 鈦合金 薄壁窄槽 灰關(guān)聯(lián) 電解拋光
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 課題研究背景14-19
• 1.1.1 薄壁窄槽結(jié)構(gòu)14-15
• 1.1.2 薄壁窄槽結(jié)構(gòu)加工技術(shù)概述15-16
• 1.1.3 鈦合金窄槽結(jié)構(gòu)電加工研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2 課題研究目的和意義19
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 鈦合金薄壁窄槽的電加工基礎(chǔ)理論21-29
• 2.1 電火花加工鈦合金薄壁窄槽機(jī)理分析21-24
• 2.1.1 鈦化碳理論21
• 2.1.2 加工表面變質(zhì)層的影響因素21-22
• 2.1.3 加工表面粗糙度的影響因素22-23
• 2.1.4 加工表面力學(xué)性能的影響因素23
• 2.1.5 加工錐度的影響因素23-24
• 2.1.6 電極相對(duì)損耗的影響因素24
• 2.2 電解拋光鈦合金薄壁窄槽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論24-28
• 2.2.1 鈦合金氧化膜的溶解機(jī)理24-25
• 2.2.2 鈦合金的雜散點(diǎn)蝕25
• 2.2.3 電解拋光的電解液25-27
• 2.2.4 電解拋光的蝕除量影響因素分析27
• 2.2.5 表面粗糙度影響因素分析27-28
• 2.2.6 電解拋光速度影響因素分析28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 鈦合金薄壁窄槽的電火花加工基礎(chǔ)試驗(yàn)29-47
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>29
• 3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備29-33
• 3.2.1 試驗(yàn)儀器和設(shè)備29-30
• 3.2.2 試驗(yàn)方案30-33
• 3.3 基礎(chǔ)試驗(yàn)33-46
• 3.3.1 極性的影響33-36
• 3.3.2 脈沖寬度的影響36-38
• 3.3.3 抬刀速度的影響38-40
• 3.3.4 峰值電流的影響40-43
• 3.3.5 開(kāi)路電壓的影響43-44
• 3.3.6 脈沖間隔的影響44-46
• 3.4 本章總結(jié)46-47
• 第四章 鈦合金薄壁窄槽電火花加工的電參數(shù)優(yōu)化研究47-61
• 4.1 前言47
• 4.2 灰色相關(guān)性理論的概述和應(yīng)用47-48
• 4.3 灰關(guān)聯(lián)理論對(duì)電火花工藝參數(shù)優(yōu)化的意義48
• 4.4 灰關(guān)聯(lián)度分析理論48-50
• 4.4.1 灰生成48-49
• 4.4.2 灰色關(guān)聯(lián)度和灰關(guān)聯(lián)序49-50
• 4.5 試驗(yàn)方案及結(jié)果統(tǒng)計(jì)50-54
• 4.5.1 電火花加工窄槽的錐度50
• 4.5.2 試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)50-52
• 4.5.3 試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)52-54
• 4.6 試驗(yàn)結(jié)果的分析54-60
• 4.6.1 灰關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)處理54-56
• 4.6.2 單工藝目標(biāo)灰關(guān)聯(lián)分析56-58
• 4.6.3 多工藝指標(biāo)灰關(guān)聯(lián)分析58
• 4.6.4 試驗(yàn)驗(yàn)證58-60
• 4.7 本章總結(jié)60-61
• 第五章 鈦合金薄壁窄槽的電解拋光試驗(yàn)研究及實(shí)際應(yīng)用61-73
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>61
• 5.2 試驗(yàn)方案61-63
• 5.2.1 電解液61
• 5.2.2 陰極61-62
• 5.2.3 TC4試樣62
• 5.2.4 其他設(shè)備62-63
• 5.2.5 試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)量63
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果的分析63-69
• 5.3.1 電解拋光參數(shù)對(duì)窄槽寬度變化值的影響分析66-67
• 5.3.2 電解拋光參數(shù)對(duì)薄壁窄槽表面粗糙度的影響67-68
• 5.3.3 電解拋光參數(shù)對(duì)電解拋光速度的影響68-69
• 5.4 鈦合金薄壁窄槽電解拋光的實(shí)際應(yīng)用69-72
• 5.4.1 工藝參數(shù)的確定70-71
• 5.4.2 電火花加工電極、電解拋光陰極的設(shè)計(jì)71
• 5.4.3 零件的具體加工步驟71
• 5.4.4 加工結(jié)果71-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-81
• 附錄81-84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：494982