钛合金电火花铣削加工流场仿真及工艺试验研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）钛合金电火花铣削加工流场仿真及工艺试验研究FLOWFIELDSIMULATIONANDPROCESSRESEARCHOFEDMMILLINGONTITANIUMALLOYS陈丽平哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TG661学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文钛合金电火花铣削加工流场仿真及工艺试验研究硕士研究生：陈丽平导师：狄士春教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG661U.D.C:621Dissertationforth

2、eMasterDegreeinEngineeringFLOWFIELDSIMULATIONANDPROCESSRESEARCHOFEDMMILLINGONTITANIUMALLOYSCandidate：ChenLipingSupervisor：Prof.DiShichunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July，2015Degree-Conferring-Inst

3、itution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要钛合金材料由于具备非常优异的使用性能，在航空航天、石油化工、汽车、医疗等诸多领域被广泛应用。然而，采用传统的机械加工方法加工钛合金时存在刀具磨损快、加工成本高的问题，而采用电火花成形加工又存在效率低下的问题。本文通过对电火花铣削钛合金技术的研究，降低了钛合金材料的加工成本，实现了钛合金的高效、低损耗加工，对钛合金的实际生产加工具有重大意义。本文研究了钛合金电火花铣削加工的机理与加工过程，从理论上分析了工件材料特性、极性效应、工作液介质特性、电极旋转、冲液条件等工艺条件对加工效果的影响。建立了

4、电火花铣削钛合金的流场模型，并借助Fluent仿真软件进行了流场仿真计算，分析了冲液压力、电极转速、铣削深度、工件材料特性等分别对间隙流场的影响规律。设计了单因素试验验证仿真中所得结论，并通过试验分析了电参数对加工效果的影响规律。采用中心复合试验设计方法设计了响应曲面试验，分析了脉宽、脉间、峰值电流、冲液压力等四个自变量参数及其交互作用对加工效果的影响，获得了最优工艺参数组合。分析了钛合金电蚀产物的主要成分，并将电蚀产物与铝按一定比例通过粉末冶金的方法制成了合金试样，对合金试样的性能进行测试，结果表明：掺杂后铝的力学性能得以提高。通过改善电火花铣削钛合金的工艺条件，并优化其工艺参数，实现了钛合

5、金材料的高效、低损耗加工。与常规铣削加工相比，提高了钛合金电火花铣削加工3的效率并降低了工具电极损耗，最高效率超过23cm/min，电极损耗率可达0.089%。另外，本文还对钛合金电蚀产物的回收利用进行了研究。关键词：钛合金；电火花铣削；流场仿真；响应曲面；电蚀产物-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractForitsexcellentmaterialperformance,titaniumalloyshasbeenwidelyusedinthefieldssuchasaerospace,petrochemicalindustry,automotiveengineering,andt

6、hemedicalengineeringetc.However,thereweretheproblemsoftoolswearquicklyandhighprocessingcostwithtraditionalmachiningmethod.AndtherewastheproblemoflowefficiencywithEDM.ThispaperstudiedthetechnologyofEDMmillingtitaniumalloys,reducedthemanufacturingcostoftitaniumalloymaterialsandachievedthegoalsofhighef

7、ficiencyandlowwearinmachiningtitaniumalloys,whichhadthegreatsignificancetotheproductionandprocessingoftitaniumalloys.ThispaperstudiedthemachiningmechanismandmachiningprocessofEDMmillingtitaniumalloys.