無再鑄層小孔電火花-電解組合加工工藝研究.pdf

1、高速電火花微小孔加工具有穩(wěn)定、效率高的優(yōu)點(diǎn),常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片氣膜冷卻孔的制造。但是電火花加工會(huì)產(chǎn)生再鑄層,影響零件的性能和使用壽命,因此電火花加工后的小孔需要進(jìn)行后續(xù)處理以去除再鑄層。目前去除再鑄層的方法主要有磨料流加工、化學(xué)研磨等。但也存在加工死角、去除不均勻、溶液配制困難以及腐蝕工件基材等問題。本文針對(duì)電火花加工渦輪葉片氣膜冷卻孔時(shí)存在的再鑄層去除問題,提出一種無再鑄層小孔電火花-電解組合加工工藝方法。
　　該工藝方法

2、充分利用了高速電火花小孔加工高效、穩(wěn)定的特點(diǎn),并結(jié)合了電解加工無變質(zhì)層的優(yōu)點(diǎn)。整個(gè)組合加工在同一工位下進(jìn)行,使用同一管電極,同一工作液,先利用高速電火花穿孔在定向凝固鎳基高溫合金材料DZ22上加工出小孔,再用電解擴(kuò)孔加工的方式去除電火花加工產(chǎn)生的再鑄層。本方法實(shí)現(xiàn)了高效率、低成本的加工。論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)搭建了組合加工試驗(yàn)平臺(tái)。結(jié)合高速電火花小孔加工和電解加工的特點(diǎn),確定了電火花-電解組合加工方案,并搭建了相應(yīng)組合

3、加工試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了流場(chǎng)均勻性設(shè)計(jì)及電解液沖液流場(chǎng)模型仿真,設(shè)計(jì)了專門的導(dǎo)流沖液裝置,實(shí)現(xiàn)了電解液在加工間隙中的穩(wěn)定沖液,保證了電解加工的順利進(jìn)行;
　　(2)開展了電火花小孔加工電參數(shù)試驗(yàn),對(duì)電火花加工電參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。探究了小孔孔徑以及再鑄層厚度隨電火花加工脈沖寬度和峰值電流變化的規(guī)律。為便于后續(xù)電解加工去除再鑄層,選擇了優(yōu)化的電火花加工電參數(shù)(脈沖峰值電流6A、脈沖寬度10μm、正極性加工),得到了平均孔徑568.6μm、平

4、均再鑄層厚度20μm的小孔;
　　(3)開展了小孔無再鑄層電解擴(kuò)孔試驗(yàn)。對(duì)電火花加工后的小孔進(jìn)行電解擴(kuò)孔加工,對(duì)比了陰極回轉(zhuǎn)與否以及不同電源輸出方式對(duì)小孔電解加工效果的影響;選擇不同的加工參數(shù)進(jìn)行了電解加工試驗(yàn),并利用SEM和金相顯微鏡檢測(cè)小孔加工表面質(zhì)量和再鑄層去除情況。試驗(yàn)表明,采用電解擴(kuò)孔加工方式可以得到理想的小孔質(zhì)量和再鑄層去除效果。
　　試驗(yàn)成功在1.5mm厚工件上加工出直徑623.8μm的小孔,單個(gè)小孔加工時(shí)間2