Nghiên cứu so sánh về gia công điện phân hỗ trợ bằng trường từ cho các vật liệu từ và không từ

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology - Tập 109 - Trang 1103-1116 - 2020
Wuyi Ming1, Fan Shen1,2, Zhen Zhang3, Hao Huang3, Jinguang Du1, Jie Wu3
1Henan Key Lab of Intelligent Manufacturing of Mechanical Equipment, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou, China
2Guangdong HUST Industrial Technology Research Institute, Guangdong Provincial Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment, Dongguan, China
3School of Aerospace Engineering, State Key Lab of Digital Manufacturing Equipment & Technology, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, China

Tóm tắt

Trường từ hỗ trợ là một kỹ thuật quan trọng, đã được áp dụng thành công trong quá trình gia công điện phân. Trong bài báo này, một nghiên cứu so sánh về gia công điện phân hỗ trợ bằng trường từ (MF-EDM) đã được tiến hành để gia công các vật liệu từ và không từ. Trước tiên, một loạt các thí nghiệm MF-EDM trên vật liệu từ đã chọn (SKD11) và vật liệu không từ đã chọn (Ti6Al4V) được thực hiện để thu được tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR), chất lượng bề mặt (Ra) và hiệu suất năng lượng. Tiếp theo, các ảnh hưởng của trường từ và điện áp servo đến hiệu suất gia công của MF-EDM đã được phân tích hoàn toàn dưới SKD11 và Ti6Al4V. Có thể thấy rằng các tác động của trường từ thích hợp lên hai vật liệu khác nhau góp phần tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng và MRR dưới độ nhám bề mặt tương tự. Đặc biệt, MRR của vật liệu từ (SKD11) có thể được cải thiện đáng kể hơn so với vật liệu không từ (Ti6Al4V) nhờ vào khả năng loại bỏ mảnh vụn mượt mà của vật liệu từ thông qua lực Lorenz tác động. Những nghiên cứu này có thể giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của trường từ đến quá trình gia công điện phân của các loại vật liệu khác nhau.

Từ khóa

#trường từ #gia công điện phân #vật liệu từ #vật liệu không từ #hiệu suất gia công #tỷ lệ loại bỏ vật liệu

Tài liệu tham khảo

Klocke F, Klink A, Veselovac D (2014) Turbomachinery component manufacture by application of electrochemical, electro-physical and photonic processes. CIRP Ann Manuf Technol 63(2):703–726 Natsu W, Ojima S, Kobayashi T, Kunieda M (2004) Temperature distributi on measurement in EDM arc plasma using spectroscopy. JSME Int J Ser C Mech Syst Mach Elem Manuf 47(1):384–390 Wang J, Han F, Cheng G (2012) Debris and bubble movements during electrical discharge machining. Int J Mach Tools Manuf 58:11–18 Xu B, Chen S, Liang X (2020) Recast layer removal of 304 stainless steel by combining micro-EDM with negative polarity micro-EDM. Int J Adv Manuf Technol. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05312-y Liu Y, Chang H, Zhang W (2018) A simulation study of debris removal process in ultrasonic vibration assisted electrical discharge machining (EDM) of deep holes. Micromachines 9(8): 378–399 Guo Z, Lee T, Yue T, Lau W (1997) Study on the machining mechanism of WEDM with ultrasonic vibration of the wire. J Mater Process Technol 69:212–221 Yan C, Zou R, Yu Z (2018) Improving machining efficiency methods of micro EDM in cold plasma jet. Procedia CIRP 68:547–552 Yan BH (2004) Improving electrical discharge machined surfaces using magnetic abrasive finishing. Mach Sci Technol 8(1):103–118 Ming W, Jia H, Zhang H, Zhang Z, Liu K, Du J, Shen F, Zhang G (2020) A comprehensive review of electric discharge machining of advanced ceramics. Ceram Int, accepted Lin YC, Lee HS (2008) Machining characteristics of magnetic force-assisted EDM. Int J Mach Tools Manuf 48:1179–1186 Yan H, Bakadiasa KD, Chen Z (2020) Attainment of high corner accuracy for thin-walled sharp-corner part by WEDM based on magnetic field-assisted method and parameter optimization. Int J Adv Manuf Technol 106:4845–4857 Govindan P (2013) Single-spark analysis of removal phenomenon in magnetic field assisted dry EDM. J Mater Process Technol 213(7):1048–1058 Ming WY, Zhang Z, Wang SY, Zhang YM, Shen F, Zhang GJ (2019) Comparative study of energy efficiency and environmental impact in magnetic field assisted EDM and conventional EDM. J Clean Prod 214:12–28 Zhang Z, Huang H, Ming WY, Xu Z, Huang Y, Zhang GJ (2016) Study on machining characteristics of WEDM with ultrasonic vibration and magnetic field assisted techniques. J Mater Process Technol 234:342–352 Zhang Y, Zhang Z, Zhang GJ, Li W (2020) Reduction of energy consumption and thermal deformation in WEDM by magnetic field assisted technology. Int J Pr Eng Man-GT 7(2):391–404 Shabgard MR, Gholipoor A, Mohammadpourfard M (2019) Investigating the effects of external magnetic field on machining characteristics of electrical discharge machining process, numerically and experimentally. Int J Adv Manuf Technol 102:55–65 Teimouri R, Baseri H (2012) Experimental study of rotary magnetic field-assisted dry EDM with ultrasonic vibration of workpiece. Int J Adv Manuf Technol 67(5-8):1371–1384 Teimour R, Baseri H (2012) Effects of magnetic field and rotary tool on EDM performance. J Manuf Process 14(3):316–322 Teimour R, Baseri H (2014) Optimization of magnetic field assisted EDM using the continuous ACO algorithm. Appl Soft Comput 14:381–389 Lin YC (2009) Optimization of machining parameters in magnetic force assisted EDM based on Taguchi method. J Mater Process Technol 209(7):3374–3383 Heinz K (2011) An investigation of magnetic-field-assisted material removal in micro-EDM for nonmagnetic materials. J Manuf Sci Eng 133(2):021002 Heinz JR, Kenneth G (2010) Fundamental study of magnetic field-assisted micro-EDM for non-magnetic materials (Ph.D. Thesis). University of Illinois at Urbana Champaign Jafferson JM, Hariharan P, Ram Kumar J (2014) Effects of ultrasonic vibration and magnetic field in micro-EDM milling of nonmagnetic material. Mater Manuf Process 29(3):357–363 Chen Z, Zhang Y, Zhang G (2017) Theoretical and experimental study of magnetic-assisted finish cutting ferromagnetic material in WEDM. Int J Mach Tools Manuf 123:36–47 Chen Z, Yan Z, Yan H, Han F (2019) Improvement of the machining characteristics in WEDM based on specific discharge energy and magnetic field-assisted method. Int J Adv Manuf Technol 103 (5–8):3033–3044 Yang X D, Tian J (2019) High-speed video observation of molten pool and material erosion during single-pulse discharge. In: Papers Collection of the 18th National Academic Conference on Special Processing, (1), pp 80–87 Joshi S (2011) Experimental characterization of dry EDM performed in a pulsating magnetic field. CIRP Ann Manuf Technol 60(1):239–242 Sakamoto Y (2013) Construction and performance test of improved magnetic field stabilization system for EDM measurement. In: International Nuclear Physics Conference, INPC Govindan P (2013) Single-spark analysis of removal phenomenon in magnetic field assisted dry EDM. J Mater Process Technol 213(7):1048–1058 Zhang R, Chen M, Yan X, Zhao W (2019) Observation of movement law of discharge products in EDM lateral feeding process. In: Papers Collection of the 18th National Academic Conference on Special Processing, vol 1, pp 73–79 Yu W (2007) Calculation of magnetic force of permanent magnet devices. Journal of Magnetic Materials and Devices 5:49–53. In Chinese Adler R, Anderson W (1990) Force between a superconductor and a permanent magnet due to trapped flux. J Appl Phys 68(2):695–700
Thông tin
Thông tin xuất bản

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

Tập 109

1103-1116

Thông tin tác giả