基于灰色理论的钛合金电火花加工工艺参数优化试验

中国机械工程 ›› 2015, Vol. 26 ›› Issue (14): 1877-1882.

基于灰色理论的钛合金电火花加工工艺参数优化试验

赵建社1;郁子欣1;周旭娇1;余泽1,2;豆海峰1,2

1.南京航空航天大学,南京,210016
2.成都飞机工业（集团）有限责任公司,成都,610092

出版日期:2015-07-25 发布日期:2015-08-05
基金资助:
航空科学基金资助项目（2011ZE52055）；“十二五”国防技术基础项目；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（NS2013052）

Experiments of Parameter Optimization of EDM Titanium Alloy Based on Gray Relation Theory

Zhao Jianshe1;Yu Zixin1;Zhou Xujiao1;Yu Ze1，2;Dou Haifeng1,2

1.Nanjing University of Aeronautics & Astronautics,Nanjing,210016
2.Chengdu Aircraft Industrial(Group) Co., Ltd., Chengdu,610092

Online:2015-07-25 Published:2015-08-05
Supported by:
Aviation Science Foundation of China（No. 2011ZE52055）;Fundamental Research Funds for the Central Universities( No. NS2013052)

摘要/Abstract

摘要：

为对材料去除速度、电极损耗和表面质量等工艺目标进行综合评价,以钛合金材料为试验对象,基于成熟的电火花加工设备,对峰值电流、脉冲宽度、占空比和抬刀周期等可调工艺参数进行正交试验研究，运用灰色理论进行试验数据分析，将多工艺目标转化为单一考量指标（灰关联度），简化了试验过程，得到了工艺参数组合优化方案。验证试验结果表明,该参数组合能够在保证表面质量要求的同时,有效提高加工效率和降低电极损耗。

关键词: 钛合金, 电火花加工, 灰关联, 参数优化

Abstract:

Material removal rate,electrode wear ratio and surface roughness were chosen as the performance characteristics.To comprehensively evaluate the performance characteristics above, adjustable process parameters such as peak current, pulse duration, duty factor and tool jump cycle were studied in orthogonal experiments,which tested titanium alloy using commercially mature EDM equipment.Test process was simplified and optimized process parameter combination was achieved based on gray relation analysis,which converted multiple performances objectives into a single index(gray relation grade).Based on the confirmation experiments,the parameter combination can achieve a higher material removal rate and lower electrode wear ratio simultaneously and meet the requirements of surface roughness.

Key words: titanium alloy, electric discharge machining(EDM), gray relation, parameter optimization

中图分类号:

TG661

赵建社, 郁子欣, 周旭娇, 余泽, 豆海峰, . 基于灰色理论的钛合金电火花加工工艺参数优化试验[J]. 中国机械工程, 2015, 26(14): 1877-1882.

Zhao Jianshe, Yu Zixin, Zhou Xujiao, Yu Ze, Dou Haifeng, . Experiments of Parameter Optimization of EDM Titanium Alloy Based on Gray Relation Theory[J]. China Mechanical Engineering, 2015, 26(14): 1877-1882.

参考文献

[1]连峰,张会臣.钛合金的电火花加工技术及最新研究进展[J].现代制造工程,2012(2)：18-23.
Lian Feng,Zhang Huichen.Technology and Development of Ti Alloy Machined by EDM[J].Modern Manufacturing Engineering, 2012(2): 18-23.
[2]李树侠,朴松花.钛合金材料的机械加工工艺综述[J].飞航导弹,2007(7):57-61.
Li Shuxia,Pu Songhua.Mechanical Machining Process Summary of Titanium Alloy[J].Winged Missiles Journal,2007(7):57-61.
[3]王振龙,迟关心,狄士春,等.钛合金深小孔的微细超声电火花加工技术[J].兵工学报,2000,21(4):346-349.
Wang Zhenlong,Chi Guanxin,Di Shichun,et al.Micro Ultrasonic EDM of Deep,Small Holes in Titanium Alloys[J]. Acta Armamentarii, 2000,21(4):346-349.
[4]Jabbaripour B,Sadeghi M H,Shabgard S F M R,et al.Investigating the Effects of EDM Parameters on Surface Integrity,MRR and TWR in Machining of Ti-6Al-4V[J].Machining Science and Technology,2012,16(3):419-444.
[5]Hascalik A,Caydas U.Electrical Discharge Machining of Titanium Alloy(Ti-6Al-4V)[J]. Applied Surface Science, 2007, 253(22): 9007-9016.
[6]Lin Y C,Yan B H,Chang Y S.Machining Characteristics of Titanium Alloy(Ti-6Al-4V) Using a Combination Process of EDM with USM[J].Journal of Materials Processing Technology, 2000,104(3):171-177.
[7]Azad V K M M S. Grey Relational Analysis of Micro-EDM Machining of Ti-6Al-4V Alloy[J]. Materials and Manufacturing Processes, 2012,27(9):973-977.
[8]Lin C L ,Lin J L, Ko T C. Optimisation of the EDM Process Based on the Orthogonal Array with Fuzzy Logic and Grey Relational Analysis Method[J].Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2002,19(4):271-277.
[9]邓聚龙.灰色控制系统[M].2版.武汉:华中理工大学出版社,1993.
[10]贾振元,周明,杨连文,等.电火花微小孔加工工艺参数的优化研究[J].机械工程学报,2003,39(2):106-112.
Jia Zhenyuan,Zhou Ming,Yang Lianwen,et al.Study on the Optimization for Electrical Discharge Machining Micro and Small Hole[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2003,39(2):106-112.

[1]	翁剑, 庄可佳, 浦栋麟, 丁汉, . 基于机器学习和多目标算法的钛合金插铣优化[J]. 中国机械工程, 2021, 32(07): 771-777.
[2]	吴英龙, 宣海军, 单晓明, 付汝龙. 离心轮内部疲劳裂纹扩展及其无损定量表征[J]. 中国机械工程, 2021, 32(06): 658-665.
[3]	王晓铭1;张建超1;王绪平2;张彦彬2;罗亮3;赵伟4;刘波5;聂晓霖6;李长河1. 不同冷却工况下的磨削钛合金温度场模型及验证[J]. 中国机械工程, 2021, 32(05): 572-578,586.
[4]	钟百鸿；王琳；钟诗胜. 基于综合灰关联序模型的残差门控循环神经网络位标器零部件选配[J]. 中国机械工程, 2021, 32(03): 314-320,356.
[5]	刘志强, 赵杰, 王克环, 武永, 吕良星, 刘钢, 苑世剑, . [成形过程仿真优化与集成计算材料工程]钛合金热成形工艺形变与组织演变耦合多尺度仿真研究进展[J]. 中国机械工程, 2020, 31(22): 2678-2690,2698.
[6]	李铭, 代培培, 常志东, 陈军, . [成形质量的闭环与自适应控制技术]具有开放几何特征钣金件渐进成形的回弹控制与补偿[J]. 中国机械工程, 2020, 31(22): 2723-2727.
[7]	赵亭;肖继明;范思敏;杨振朝;杨福杰. TC4钛合金低频振动钻削切屑形态和钻削力研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2276-2282.
[8]	罗戈山;邹莱;黄云;龚明旺. 氧化铝空心球砂带磨削钛合金的材料去除及表面质量研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2363-2370.
[9]	李晓鹏, 王元刚, 刘宇, 王慧, 赵福令. 电蚀产物对微细电火花电极形状损耗影响的实验研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(15): 1815-1822,1889.
[10]	何耿煌, 鄢国洪, 李凌祥, 程程. [刀具及切削工艺]典型钛合金TC17车削过程鳞刺生成规律及其抑制措施[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1585-1592.
[11]	石晨;田业冰;范增华;周强. 钛合金表面多磁极耦合旋转磁场光整加工特性[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1415-1420.
[12]	詹欣隆1;张超勇1;孟磊磊2;洪辉1. 基于改进引力搜索算法的铣削加工参数低碳建模及优化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(12): 1481-1491.
[13]	鹿旭飞1,2;马良1,2;林鑫1,2;郑宇翔1,2. 激光立体成形TC4钛合金的热力场演化[J]. 中国机械工程, 2020, 31(10): 1246-1252.
[14]	朱文博1;黎康顺1;朱欢欢2;迟玉伦1. 圆锥滚子球基面磨削力模型及实验研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(06): 679-687.
[15]	陈尤旭1,2;王德山1;张伟1,2;金国庆1,2. 面向软体机器人的3D打印硅胶软材料实验研究[J]. 中国机械工程, 2020, 31(05): 603-609,629.