汽轮机叶片材料1Cr13钢线切割表面粗糙度正交试验研究研究论文电子版下载

汽轮机叶片材料汽轮机叶片材料1Cr131Cr13钢线切割表面粗糙度正交试验研究研钢线切割表面粗糙度正交试验研究研 究论文电子版下载究论文电子版下载 xx年第44卷No533汽轮机叶片材料1Crl3钢线切割表面粗糙度正交试 验研究周桂莲 张迪青岛科技大学摘要通过电火花线切割加工1Crl3 钢正交试验 分析了各电参数对加工表面粗糙度的影响 并且对数 据进行了方差和显著性分析 得到了一组最优的粗糙度电参数组合 关键词线切割 1Cr13 正交试验 表面粗糙度TG84文献标志码A OrthogonalExperiment Investigationon SurfaceRoughness of I删in Machining lCr13Steel Turbine BladeZhou Guilian Zhang DiAbstractBasing onmaking orthogonal exper imentin machining1Crl3by WEDM the influence ofmain electricalparame ters onm achining surface roughness variance andsaliency wasanalyzed Then thebest optimalelectrical parametersbination wasgot KeywordsWEDM 1Crl3 orthogonalexper iment surfaceroughness1引言1Crl3钢由于具备较高的强度 较好 的耐磨性和耐蚀性 被广泛应用于生产制造汽轮机叶片等要求不生 锈的结构零件l J 由于汽轮机叶片叶型加工精度要求比较高 一般传统的机械加工机 床难以保证 而电火花线切割机床由于其特有的 以柔克刚 精密 微细 仿形逼真 的加工特性 2J 正在成为叶型加工的一种有效手 段 实践表明 选用合理的电参数 改善工作液循环系统性能提高线切 割机床走丝系统的精度 就能以较理想的速度加工出具有优异表面 质量的叶型 本文采用正交试验的方法 对1Crl3钢线切割表面粗糙度这一工艺指 标进行了深入研究 确定了各个电参数对加工表面粗糙度的影xx年8 月响规律 对各因素进行了显著性分析 找到了较合理的电参数组 合 对进一步研究汽轮机叶片材料的电加工表面粗糙度工艺提供了 参考 2试验方案试验材料为1Crl3钢 试验机床为DK7732电火花线切割机 使用的钼丝直径为0 18r am 工作液为皂化液 电源有7只功率管并联输出 可分为1只 3只 5只 7只 脉冲宽度 分为4档可调第一档15t s 第二档57s 第三档79 s 第四档100t s 电源的空载电压为两档 低档75V 高档90V 电源的脉冲间隔为无级可调 为了便于测量 将其从小到大分为4档 分别为脉冲宽度的 4 6 8 l0倍率 测量的试验指标为加工表面粗糙度尺 测量仪器为TR200手持式粗糙度测量仪 著低于普通磨削加工时的磨削温度 由于晶体结构 导热性 摩擦 系数的差异 在磨削加工参数条件相同的情况下 纳米ZrO2材料磨 削温度明显高于普通Zr02的平面磨削温度 参考文献 1 李伯民 赵波 现代磨削技术 M 北京机械工业出版 社 xx 6 23T WHwang S Malkin Gr indingmechanism andenergy balancefor ceramicsl JJ Journal ofManufacturing Scienceand Engi neering 1999 121 4 623 631 3 李瑜 赵波 焦锋 等 工程陶瓷超声磨削轨迹仿真 J 工具技术 xx 41 1 39 42 4 闫艳燕 二维超声振动磨削新型陶瓷的磨削机理研究 D 河 南河南理工大学 xx 5 Zhao B Wu Yan et a1 Research onnano posite ceramics surface micmstructureunder vo dimensiona lultrasound vibra tion gnnding J Key Engineer ing Materia ls xx 320 321 214 第一作者李瑜 硕士 实验师 河南理工大学机械与动力 工程学院 454000河南省焦作市First AuthorLi Yu Master S chool ofMecha nica la nd PowerEng ineering Henan PolytechnicUniversity Jiaozuo Henan454000 China3正交试验 的表头设计本试验采用功率管数目 脉冲宽度 空载电压峰值 脉 冲间隔为正交表的四个试验因素 试验指标为加工表面粗糙度R 功率管数目 脉冲宽度 脉冲间隔的实验水平为4 空载电压只有高 低两档 即只有两个水平 在这种情况下没有现成的正交表来选用 针对这一问题 把空载电压的水平数目变为4 即让空载电压的两个 档位分别重复一次 这样就可以利用L6 45 正交试验表来安排试验 3 4J 从而得到正交试验的表头设计 方案 见表1 表1正交试验表头功率管数脉冲宽度空载电压脉冲间隔水平个 上s 峰值 v 倍率l1l5754235790635797584710090lO4试验结果与分析 按照设计好的正交试验表进行试验 结果如表2所示 表2试验结果试验功率管数脉冲宽度空载电压脉冲间隔序号 个 tt s 倍率R bt sl l1l11 3282l2221 895313331 9034l4442 026521231 86l62214 2 561723413 518824323 357931342 1O5l032433 407l133123 837l234214 6321341422 7661442314 3171543244 1l2164413 4 448为了分析各电参数对加工表面粗糙度的影响 采用方差分析 对数据进行处理 正交试验的方差分析结果如表3所示 表3粗糙度的方差分析工具技术试验功率脉冲空载脉冲管数宽度电压 间隔误差R tts序号 倍率l l1l l1Rl 1 3282l2222R 1 89l5313333R 1 9 4l4444Rd 2 02652 1234R 1 861622l43R6 2 5617234l2 R7 3 518824321R8 3 357 931342R9 2 105l032431Rl03 407ll33124Rll 3 837l2342l3R12 4 632l34l423Rl3 2 7661442314Rl4 4 317l54324l Rl5 4 1121644l32Rl6 4 448KU7 1528 O6o K l3 13 795l2 540K2J1 29712 18o23 856 1 855l 966R 趣 48 073K13 98113 37O g24 l1 619l1 862 R 163 005Kl5 64314 46324 21710 8o4 12 O41s1O 2995 874O 1151 2o50 444表3中第 个因素 在 水平所对应的试验指标的数值之和 5为第 个因素的偏差平方和 Js的计算公式为l s 音 一 R i 1 i 1式中 r为因素水平数 2 4 为了考察各电参数对试验指标的影响规律 本文以各因素的水平作 为横坐标 KJ4 第 个因素在i水平下所对应的试验指标的平均值 为纵坐标 画出如图1所示的坐标系 由图1可以得到以下结论 i 加工表面粗糙度随着功率管数量的增多 而增大 变化趋势比较剧烈 这是因为功率管数增多 相应的加工电流随之增大 单个脉冲能量 也就增大 6 6 即单个脉冲的蚀除量变大 所以放电痕迹变大 表 面粗糙度变差 2 脉冲宽度增大 加工表面粗糙度会随之增大 这是因为脉冲宽度的增大使单个脉冲放电的能量增加 形成的放电 凹坑也大 所以表面粗糙度也会比窄脉宽的较大 3 随着空载电压的加大 加工后的1Crl3钢表xx年第44卷No5面粗糙 度随之增大 这是由于在其它条件一定时 空载电压越大 加工电流越大 并且 高的空载电压使加工间隙变大 有利于放电产物的排除和消电离 提高了加工稳定性和脉冲利用率 但加工间隙大 电极丝易抖动 使加工精度降低 7J 粗糙度比低档空载电压加工时的差一些 4 脉冲间隔增大 粗糙度会有小幅度的减小 这是因为在一定的工艺条件下 脉冲间隔变大 会使脉冲频率降低 即单位时问内放电加工的次数减少 则平均加工电流减小 使单 个脉冲蚀除量减少 故粗糙度值会有小幅度的降低 图1粗糙度平均值随电参数变化趋势图对各电参数对表面粗糙度影响 的显著性进行分析 选出一组表面粗糙度较小的优化方案 对表3的数据进行F一检验分析可得表4 由表4可以看出 在这四个电参数中 功率管个数对加工表面粗糙度 的影响显著性最强 其在a 0 0l水平上最为显著 脉冲宽度因素次 之 空载电压和脉冲间隔对加工表面粗糙度的影响显著性比较小 尤其是空载电压在a 0 10水平上仍然不显著 从加工表面粗糙度这一个试验指标出发 优化的工35艺参数组合为 一支功率管 15ys的脉冲间隔 75V的空载电压 10倍率的脉冲间隔 如此便可获得比较优异的表面粗糙度 表4方差分析偏差优化方差源自由度F F临界值显著性平方和方案功率0I 3 5 1支功管数10 299338 573 12 1率管脉冲F00l 3 5 宽度5 87432215t s12 1空载0 I1511 29210 1 5 75V电压4 06脉冲1 20534 517l0 3 5 10倍率间 隔3 62间隔误差O 4445总和155结语在电火花线切割加工汽轮机叶 片材料1Crl3钢的过程中 加工表面粗糙度随着功率管数 脉冲宽度 空载电压 脉冲间隔的增大而增大 其中粗糙度随功率管数的变化幅度较大 即F显著性比较大 而随空 载电压和脉冲间隔的变化比较缓和 即F显著性很小 通过方差分析以及F一检验得到了一组优化的电参数组合 从而为进 一步研究汽轮机叶片材料的电加工工艺提供参考 参考文献 1 戴起勋 金属材料学 M 北京化学工业出版社 xx 2 单岩 夏天 数控线切割加工 M 北京机械工业出版社 xx 3 庄楚强 何春雄 应用数理统计基础 M 广州华南理工大学出版 社 2O06 4 Tosun Nihat Cogun Can Tosun Gu1 A studyon keff andma teria lremoval rote inwire electrical dischargemachining basedon taguchimethod J Journal ofMaterials ProcessingTechnol ogy xx 152316 322 5 刘振学 黄仁和 田爱民 试验设计与数据处理 M 北京 化学工业出版社 xx 6 鲍中美 线切割加工工艺中主要电参数对 加工质量影响的分析及