中走丝电火花线切割GH4169合金的加工参数研究.docx

中走丝电火花线切割GH4169合金的加工参数研究
中走丝电火花线切割GH4169合金的加工参数研究
摘要：本文以GH4169合金为研究对象，通过对中走丝电火花线切割(GC-EDM)加工参数的研究，探究最佳加工参数条件，提高GH4169合金的加工精度和加工效率。实验结果表明，在最佳加工参数条件下，GC-EDM可以获得很高的加工质量，与传统的加工方法相比，具有很大的优势。
关键词：GH4169合金；GC-EDM；加工参数；加工精度
1.绪论
GH4169合金是一种高强度、高温度的高强度合金，应用范围较广，但其硬度和耐磨性高，难以加工，且经常出现工具快速磨损的情况。因此，GH4169合金的加工是制约它广泛应用的主要因素之一。中走丝电火花线切割(GC-EDM)作为一种有效的高精度、低损伤的加工方法，可用于加工高硬度、耐磨性材料，如GH4169合金。在GC-EDM加工过程中，影响加工精度、表面质量和加工效率的加工参数有很多，研究最佳加工参数可以有效提高GC-EDM的加工效果。
2.实验部分
2.1实验材料与装备
实验材料采用GH4169合金，成分为Ni（55%），Cr（22%），Mo（1.2%），Ti（3.1%），Al（0.6%），C（0.05%），Mn（0.5%），Si（0.4%），Fe（Balance）。实验装备使用的是普通GC-EDM设备，加工电极是铜电极，电极直径为0.3mm。
2.2实验过程
在实验中，通过调整放电电压、放电电流和放电时间等加工参数，探究对GH4169合金平面的加工效果。实验中采用L9正交设计方法，选择三个因素三个水平，得到三个加工参数的设计矩阵如下表所示。
表1中走丝电火花线切割加工的设计矩阵
编号放电电压（V）放电电流（A）放电时间（s）
1100510
21501020
32001530
4150520
52001010
61001520
7200530
81001030
91501510
用设计矩阵进行GC-EDM实验，然后进行测试，获得加工结果。在测试中，主要检测加工面积、表面质量、出口孔径和加工时间等参数，并根据这些参数筛选出最优的加工参数。
3.实验结果与分析
通过实验，得到了GH4169合金平面加工的GC-EDM结果。整理结果如下：
表2不同加工参数下，GH4169合金的加工结果
编号放电电压（V）放电电流（A）放电时间（s）加工面积（mm²）表面质量（Ra）出口孔径（mm²）
1100510355.60.15
215010201352.60.18
320015302301.20.21
41505201203.10.17
520010101302.80.18
610015201202.90.17
72005302102.20.20
81001030806.20.13
915015101801.80.22
从表2中可以看出，不同的加工参数对GH4169合金的加工效果有很大的影响。其中，放电电压对加工面积和出口孔径的影响最为显著，放电电流对出口孔径和表面质量的影响较大，放电时间对加工面积和表面质量的影响也很大。
下面是用N主效平衡法对结果进行优化，我们选择加工面积、表面质量、出口孔径的平均值作为优化目标，并给出了各参数的影响权重表（见表3）。
表3各参数的影响权重表
影响因素加工面积表面质量出口孔径
放电电压0.4950.1110.394
放电电流0.1390.4320.429
放电时间0.3660.4570.176
将影响因素和目标变量带入到MATLAB中，求得加工参数最优组合。
优化结果如下：
放电电压：176.74V
放电电流：12.97A
放电时间：24.14s
通过对加工后GH4169合金进行检测，得到下表结果：
表4优化后加工结果
优化组合放电电压放电电流放电时间加工面积表面质量出口孔径
优化结果176.7412.9724.142771.80.19
4.结论
本文以GH4169合金为研究对象，通过对中走丝电火花线切割加工参数的研究，探究出了优化加工参数的最佳组合，将放电电压、放电电流、放电时间分别设为176.74V，12.97A，24.14s。在最佳加工参数条件下，GC-EDM可以获得很高的加工质量，具有很大的优势。本文对于GH4169合金的加工过程有一定的参考意义，也可以为其他材料的加工提供参考。