镍基单晶高温合金的微孔加工对比实验研究
2020-02-15巩亚东孟凡涛于兴晨
东北大学学报(自然科学版) 2020年1期
巩亚东, 孟凡涛, 孙 瑶, 于兴晨
(东北大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110819)
微孔作为一个看似结构简单实则作用巨大的结构,在航空航天、汽车制造、轮机制造、精密和超精密仪器加工等方面得到了广泛的使用.例如航空发动机高压压气机空气导管内的阻尼衬套、汽车发动机喷油嘴、高压涡轮机阻尼筒和阻尼环、显微镜的光栅等[1].微孔由于其直径小、深径比大,而且所加工的材料多为难加工材料,因此微孔的加工稳定性和高效性一直是待解决的难题[2].
镍基单晶高温合金由于只有一个晶粒不含晶界,相比较常规合金具有更高的强度和耐腐蚀性,在微孔加工过程中更容易出现孔壁缺陷、尺寸精度低和排屑困难等问题[3].目前加工微孔的方法有传统机械钻削、电火花加工(electric discharge machining,EDM)、电化学腐蚀和激光加工等[4-5].其中,电火花加工方法具有非接触性、不存在宏观作用力、不受材料物理性能制约等优势,使其在一些难加工材料的微尺度加工领域具有十分广阔的应用空间[6-7].本文主要采用电火花加工方法来实现微细工具电极的制备和微小孔的加工.
采用电火花加工微孔时由于脉冲放电频繁,放电间隙小且废屑多,导致排屑难,加工过程不稳定.目前,进行微孔加工的微细电极主要是圆柱电极和削边电极[8-9].例如张雷进行了关于圆柱电极加工深小孔的仿真及实验研究[10].Zhao等采用削边电极在钛合金工件上加工出深径比为16的通孔[11],这是由于削……
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