短电弧铣削加工中电弧特性实验研究

为减少短电弧铣削加工中火花放电及短路现象,保证电弧放电状态稳定,通过离子放电通道扩张规律、能量守恒定律推导电弧放电的伏安变化规律,将电弧放电波形分为3个特征阶段,作为电弧放电状态的判断依据,并通过放电波形验证理论的准确性。同时结合电弧断弧机制,建立机械断弧的几何模型,计算单脉冲电弧的持续时间,分析了电极转速对放电的影响;通过实验获取不同电弧持续时间下的微观形貌及电压电流波形,结果表明:电弧持续时间维持在0.5 ms时,加工质量较好,电弧放电稳定性高。研究结果为保证电弧加工过程中放电稳定性提供理论基础。     

短电弧机床加工电源的反馈环路设计

为使短电弧加工过程中电弧放电通道更容易、有效地建立,使其电源电气特性满足试验要求,通过分析短电弧加工脉冲电源系统的增益特性,设计出满足短电弧加工试验所需的电源反馈环路,并建立基于Matlab的电源反馈环路仿真模型,通过仿真验证了设计的电源反馈环路具有输出电压平稳,受外界干扰小,响应速度快等优点,具有良好的可行性及稳定性. 最后通过电源空载及短电弧切削加工试验,验证了设计的电源反馈环路能够满足短电弧加工试验所需要求,为短电弧加工机理研究提供了重要的技术支持.     

基于流体动力断弧的高速电弧放电加工

提出了一种可用于难加工材料大余量高速蚀除的新的放电加工方法——基于流体动力断弧的高速电弧放电加工。与传统的电火花加工方法相比,高速电弧放电加工采用具有更高能量密度的电弧放电而不是火花放电来实现材料的蚀除;与其他利用电弧进行材料去除的工艺方法相比,高速电弧放电加工可使用特殊设计的成形电极实现强制多孔内充液,从而获得三维复杂型腔的沉入式加工能力,因此具有更广泛的应用前景。初步实验表明,对于镍基高温合金等难切削材料,高速电弧放电加工的材料去除率(MRR)远高于传统的电火花加工,甚至高于铣削加工。例如:加工镍基高温合金(GH4169)的材料去除率可达11 300 mm3/min,而电极损耗率(TWR)低于3%。由此可见,高速电弧放电加工在难切削材料的高效去除加工方面具有明显的技术优势。     

线切割机床与工艺

一、电火花线切割技术的发展电火花加工是项先进的科学技术,它是利用电能对金属材料进行“切削”加工,但它的加工方法不同于一般金属切削工艺,需要依靠锋利的刀具、强烈的切削力。而是利用脉冲放电,在电极与被加工金属之间形成脉冲放电通道产生高温(约10000℃左右)足以使在放电通道接触处很少金属体积在放电瞬时间熔化和气化,达到切削的目的。因     

短电弧数控机床加工自适应补偿研究

针对短电弧数控机床阴极电极直径无法精准检测的问题,提出一种阴极电极直径在线监测方法。利用此监测方法能准确获得阴极电极磨损量,通过数控机床的总线模块将阴极电极磨损量反馈至数控系统。数控系统通过驱动补偿轴动态调整阴极电极位置,确保阴极电极与阳极电极两者放电间隙在控制范围之内,保证加工的顺利进行。在此基础上提出一种短电弧数控机床加工自适应补偿方案,利用此方案可以实现机床自动加工,从而提高了短电弧机床的自动化程度。通过加工实验验证了此方法的可行性。     

不同电极材料的短电弧铣削加工效率研究

短电弧铣削加工是一种新型的放电加工,它进一步提高了放电加工效率。论述了短电弧加工材料去除机制、去离子原则和热现象,分析了余热对材料去除率(MRR)的影响。研究了短电弧铣削加工效率的主要指标——MRR,在不同工具、工件电极的材料组合下,分析峰值电流、脉冲时间、脉冲间隔、进给速度、气压等工艺因素对MRR的影响规律。实验表明:不同电极材料组合的MRR存在差异;在大多数放电条件下,石墨电极和45碳钢工件获得较高的MRR,而紫铜电极和镍基高温合金GH4169工件获得较低的MRR。     

振动辅助电弧铣削加工技术实验研究

通过对电弧加工技术、电弧铣削加工技术及其机理的总结,提出了振动辅助电弧铣削加工技术。利用自行研制的实验装置,对有、无叠加振动的铣削加工放电波形进行了分析,研究了振动频率对加工速度、电极损耗的影响。结果表明:在较高频率与较大振幅的条件下,通过叠加振动可提高电弧铣削过程的稳定性,并提升加工速度,降低电极相对损耗,进而改善加工精度。振动所起的良好作用是由于叠加振动能促进放电并减少短路。     

用于高速电弧放电加工的叠片电极

针对复杂形状的闭式、半开式涡轮叶盘的高效加工需求,提出了一种应用于高速电弧放电加工的新型叠片电极。将与成形电极形状对应的多层电极叠在一起,在每层电极表面加工出特殊设计的流道,从而为电弧加工所需的强内冲液提供流道,以保障高速电弧放电加工所需的流体动力断弧。利用叠片电极的冲液孔,可施加高速工作液流场,对放电过程中的电弧拉长甚至切断,同时带走热量及碎屑,实现对高速电弧放电加工的有效控制。对叠片电极的设计建模进行了介绍,包括外形及内部流道孔槽的设计,通过进给轨迹优化实现了特定形状的沉入式加工,并进行了高速电弧放电加工试验,验证了叠片电极加工闭式零件型腔的可行性,为后续工作提供了有价值的理论及参考数据。     

不同工具电极材料对短电弧铣削加工GH4169的影响研究

在短电弧铣削过程中,电极材料直接影响工件表面质量、电极损耗及尺寸精度等。选取石墨、紫铜、碳钢、铝4种工具电极材料,在同一电参数下,通过实验分析4种电极材料对镍基高温合金GH4169工件的影响规律,包括表面宏观质量、极间电压-电流波形、电极放电性能、表面形貌、化学成分、显微硬度等,结果发现石墨电极材料更适合短电弧铣削加工。     

短电弧加工工件表面特性的研究

对短电弧加工工件的表面综合特性进行了研究.通过分析加工后工件表面形貌、显微裂纹和机械性能变化,逐步探索出使短电弧切削技术具有良好工艺特性的加工条件.分析了现有短电弧机床在工作介质和烟尘处理方面的不足,为后续的深入研究指明了方向.     

高硼耐磨铸钢基础研究及其在雷蒙磨配件上的应用

针对我厂长期使用的雷蒙磨高锰钢磨辊、磨环加工硬化效果差，使用寿命短，开发了高硼耐磨铸钢。高硼耐磨铸钢的铸态组织由硼化物和铁素体、珠光体组成，热处理后，基体组织变成了高硬度的马氏体基体，硼化物仍为高硬度的Fe2（B，C），这种材料具有较高的强韧性和优异的耐磨性。用于制造磨辊和磨环，工艺简单，成本低廉，使用寿命比高锰钢提高120％～160％，且使用安全。在雷蒙磨配件上推广应用高硼耐磨铸钢，具有良好的经济和社会效益。     

铝箔轧辊磨削缺陷及磨床精度检测和计算

列举了铝箔轧辊常出现的磨削缺陷。介绍了铝箔轧辊磨床使用中的精度检查和计算，对生产操作有着实际意义。     

轧机滚动轴承载荷特性优化及边界元法解析

宽系列滚动轴承在轧机上广泛使用,频繁出现短寿烧损问题,很难达到设计寿命。采用边界元法对某600四辊轧机滚动轴承三维载荷特性进行解析,分析了在静定性辊系中,轴承座优化设计对延长轴承使用寿命的有利影响,并进行了创新设计,取得的结论对延长轧机轴承寿命研究具有普遍意义。     

UCM轧机中间辊接触疲劳硬化层深度研究

通过现场跟踪、形貌观测、硬度检测和理论计算的方法，对UCM轧机中间辊在正常轧制周期内辊身表面接触疲劳硬化层深度进行研究，给出了正常轧制下机后中间辊磨削运维的建议，降低了该类轧机中间辊失效的风险。UCM轧机中间辊在正常轧制周期内，在轧制力和辊间循环接触应力的叠加下，其辊身表面产生接触疲劳硬化，辊身中部硬度可提升HSD 1~2，相应操作侧硬度与新辊相比变化不大，但传动侧由于轴向窜入受轧制力和循环接触应力的作用在距端部100 mm左右位置硬度会增加HSD 5~6，接触疲劳硬化明显。根据Hertz接触疲劳理论计算得出，在此工况下中间辊辊身表面最大剪切应力出现在轧辊表面以下0.3 mm左右（半径方向），通过设计直径方向0.6 mm的修磨量可有效去除疲劳硬化层，使辊身表面硬度恢复至新辊硬度值，随后继续上机使用可有效降低轧辊失效的风险。     

菜钢冷轧平整机卷取系统的改造

针对莱钢板带厂冷轧薄板平整机组卷取系统在平整穿带过程中容易打滑而使建张失败的问题,通过采取对卷取机卷筒表面用砂轮机打磨出菱形槽、卷筒表面涂抹皮带油、改进皮带助卷器、增设活动式助卷辊、优化平整建张模式和建张加速度等参数、规范和改进穿带操作方法的措施,使一次建张的成功率由原来的20％提高到目前90％,二次建张成功率达100...     

短应力线轧机间隙量及刚度优化

短应力线轧机因具有应力线短、刚度大、产品精度高等优点,在棒材生产线上被广泛使用。针对某轧机多次出现压下机构易卡死、轧辊轴向窜动量大等故障,分析轧机各主要承载件的间隙量和在轧制过程中的变形量,求解出轧机压环与拉杆之间合理的间隙临界值。基于轧辊轴向定位涉及的环节较多,尺寸链形成的间隙无法消除,通过在中心架上增设定位槽以及在轧辊箱的外侧设立定位导块对轧机进行结构优化。对改进前后的轧机刚度进行仿真研究,表明改进后的结构在减小轧机轴向相对位移的同时,有效地提升了轧机的刚度。     

球磨机衬板使用寿命的研究

球磨机是国内外火电厂、水泥、矿山、化工、冶金等行业生产中主要的粉碎研磨设备,而球磨机衬板是用来保护筒体,使筒体免受研磨体和物料直接冲击和磨擦,同时也可利用不同形式的衬板来调整研磨体的运动状态,以增强研磨体对物料的粉碎作用,提高磨机的粉磨效率.通过改变球磨机衬板的结构形状,消除衬板在铸造过程中存在的缺陷,从而使村板的使用...     

新型陶瓷托辊专用磨床磨削颤振稳定性分析

为了避免陶瓷托辊专用磨床在加工过程中产生颤振而降低磨削质量,根据陶瓷托辊磨削加工机制,建立了陶瓷托辊磨削加工过程数学模型,通过MATLAB计算分析得出磨削深度与主轴转速的稳定性叶瓣图,确定了陶瓷托辊磨床在磨削深度低于4 mm时可无颤振稳定磨削。研究结果为陶瓷托辊专用磨床稳定磨削加工提供了参考。     

KZ型高刚度轧机轧辊弹性弯曲微尺度行为研究

由于轧辊弹性弯曲微尺度行为是否可控,直接影响轧机轴承和轴向调节螺纹机构的寿命,为此对KZ型高刚度轧机轧辊弯曲微尺度行为进行了理论分析和实验研究,并用自行开发的三维接触边界元轴承专用程序解析出KZ型轧机轴承和轴向调节螺纹载荷特性。结果表明,KZ型高刚度轧机具有空间自位性能,其轧机轴承和轴向调节螺纹机构载荷均载,轧辊弹性弯曲微尺度行为可控。     

轧钢机机架大型铸钢件铸造工艺研究

Z1451机架是六辊冷札机主要铸件,质量要求高.通过对铸件结构的分析,结合车间实际生产情况,确定了内外冷铁并用的铸造工艺,并经计算机模拟验证.以此工艺生产出的机架经过正火、回火热处理后,性能和质量达到了客户的检验标准,从而缩短了生产周期,为整套产品按时交货莫定了基础.