气膜冷却孔电火花加工参数优化及重熔层厚度测量实验.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具}2016年第2期气膜冷却孑L电火花加工参数优化及重熔层厚度测量实验李朝将，赵雷，李勇，佟浩，王志强，孔全存(清华大学机械工程系，精密／超精密制造装备及控制北京市重点实验室，摩擦学国家重点实验室，北京100084)摘要：气膜冷却孔加工表面粗糙度、重熔层厚度直接影响航空发动机服役寿命。兼顾叶片气膜冷却孔加工效率和重熔层厚度，研制了加工参数在线可调的窄脉宽高峰值电流脉冲电源系统，进行了气膜冷却孔电火花加工参数优化实验，寻找重熔层厚度和加工效率的显著影响因素。在此基础上，采用灰关联度分析法进行多目标优化，利用优化后的加工

2、参数，得到了较理想的实验结果。关键词：电火花加工；气膜冷却孔；重熔层厚度中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2016)02—0015—05ProcessParametersOptimizationofFilmCoolingHolesandMeasurementExperimentofRecastLayerThicknessinEDMLiChaojiang，ZhaoLei，LiYong，TongHao，WangZhiqiang，KongQuancun(BeijingKeyLabofPrecision／Ultra

3、-precisionManufacturingEquipmentsandControl，StateKeyLaboratoryofTribology，DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Thesurfaceroughnessandtherecastlayerthicknessoffilmcoolingholesdirectlyaffecttheservicelifeofaircraftengines．Coordin

4、atingtheprocessingspeedofbladefilmcoolingholesandthethicknessofrecastlayers，theparametersforelectro-dischargemachining(EDM)wasoptimized．Apulsepowersupplysystemwithnarrowpulsewidthandhighcurrentpeakwasdeveloped，whichitsprocessparameterswereadjustableonline．Themajorfactorsi

5、nfluencingtherecastlayerthicknessandprocessingspeedwereinvestigated，andthemulti—objectiveoptimizationwascarriedoutbythegrayrelevancyanalysismethod．Usingtheoptimizedparameters，themoregoodexperimentalresultsareobtained．Keywords：EDM；filmcoolingholes；recastlayerthickness新一代高推

6、重比航空发动机广泛采用气膜冷目前，高温合金叶片气膜孔的加工主要有激却技术，其兼有隔热和散热的双重作用[1】，通过气膜光、电火花、电解等特种加工工艺[2-5]。大脉宽激光加冷却孔内对流从叶片表面去除热量，从而提高叶片工效率高、成本低，材料适用范围广[2-3]，但加工的孔材料的耐高温性能。气膜冷却孔的加工表面粗糙深受到限制，孑L内表面粗糙度不均匀且形成较厚的度、重熔层和微裂纹直接影响涡轮叶片的工作寿重熔层，旋切法激光加工的重熔层厚一般在50Ixm命。左右闱；超短脉冲激光(如皮秒、飞秒激光)加工气膜冷却孑L，重熔层一般小于5m『41，但由于超短

7、脉冲收稿日期：2015—12—29激光器功率的限制，工件的加工深度受限且出入口基金项目：国家自然科学青年基金资助项目(513o523O)；清华大学有明显锥度。电火花加工气膜冷却孔是在旋转的中自主科研计划(20l31092O9)；北京高等学校青年英才计空管状电极中施加高压工作液冲走加工屑，提高加划资助项目(YEI'Po084)第一作者简介：李朝将，男，1985年生，博士后、助理研究员。工效率，孔壁表面粗糙度较均匀，但也存在一定厚一】5一《电加工与模具》2016年第2期设计·研究3．2实验结果及分析外冲液同时进行，内冲液压力为0—4．2MPa

8、可调。为加工实验中，工具电极采用直径0．5mm的黄了更好地寻找实验的规律性，每组参数加工3个铜空心圆柱状电极，工件为厚度6mm的Inconel孔，该实验加工了75个有效孔。利用本文提出的网73