Abstract

Wire lag plays a major role in causing inaccuracies in certain geometrical shapes and profiles during machining of complex structures using wire-EDM. While previous studies focused on investigating effects of electrical parameters on machining performance and accuracy during wire EDM, the effects of non-electrical parameters on corner and profile accuracies have not been studied comprehensively. The objective of this study is to investigate effects of non-electrical parameters on the geometric and profile accuracies as well as surface and subsurface characteristics during WEDM of Ti-6Al-4V alloy. A complex part including corners with 45°, 90°, and 112.5° as well as thin wall section for measuring the kerf accuracy was designed. It is found that the profile accuracy improves as the wire tension increases. However, too high wire tension results in curved path in the sharp corners. The effect of wire tension is more pronounced on the workpiece with higher thickness. Too high wire feed rate reduces the accuracy for target angles, especially for lower thickness of workpiece. The kerf width is smaller for thinner workpiece and improves with lower wire feed rate and wire tension. While the wire tension and wire feed rate do not have an impact on surface roughness, higher surface feed rate increases surface roughness. Higher wire tensions lead to higher surface cracking due to more rapid cooling. With increase of surface feed, the percentage of arcing pulses increases due to increased instability, which results in rougher surface and increased percentage of beta phases at the subsurface.

摘要

在使用电火花线切割加工复杂结构期间，线滞后在导致某些几何形状和轮廓不准确方面起着重要作用。虽然以前的研究集中在研究电参数对线切割加工性能和精度的影响，但非电参数对转角和轮廓精度的影响尚未得到全面研究。本研究的目的是研究非电参数对 Ti-6Al-4V 合金线切割加工过程中几何和轮廓精度以及表面和亚表面特性的影响。设计了一个复杂的零件，包括 45°、90° 和 112.5° 的拐角以及用于测量切口精度的薄壁截面。发现随着线张力的增加，轮廓精度提高。然而，过高的线张力会导致尖角的路径弯曲。线材张力对厚度较大的工件的影响更为明显。太高的送丝速度会降低目标角度的精度，特别是对于较低厚度的工件。对于较薄的工件，切口宽度较小，并且随着送丝速度和线张力的降低而改善。虽然焊丝张力和焊丝进给速率对表面粗糙度没有影响，但较高的表面进给速率会增加表面粗糙度。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。线材张力对厚度较大的工件的影响更为明显。太高的送丝速度会降低目标角度的精度，特别是对于较低厚度的工件。对于较薄的工件，切口宽度较小，并且随着送丝速度和线张力的降低而改善。虽然焊丝张力和焊丝进给速率对表面粗糙度没有影响，但较高的表面进给速率会增加表面粗糙度。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。线材张力对厚度较大的工件的影响更为明显。太高的送丝速度会降低目标角度的精度，特别是对于较低厚度的工件。对于较薄的工件，切口宽度较小，并且随着送丝速度和线张力的降低而改善。虽然焊丝张力和焊丝进给速率对表面粗糙度没有影响，但较高的表面进给速率会增加表面粗糙度。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。特别适用于较薄的工件。对于较薄的工件，切口宽度较小，并且随着送丝速度和线张力的降低而改善。虽然焊丝张力和焊丝进给速率对表面粗糙度没有影响，但较高的表面进给速率会增加表面粗糙度。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。特别适用于较薄的工件。对于较薄的工件，切口宽度较小，并且随着送丝速度和线张力的降低而改善。虽然焊丝张力和焊丝进给速率对表面粗糙度没有影响，但较高的表面进给速率会增加表面粗糙度。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。由于更快速的冷却，更高的线张力导致更高的表面开裂。随着表面进给量的增加，电弧脉冲的百分比由于不稳定性增加而增加，这导致表面更粗糙和次表面的β相百分比增加。