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水溶性电火花电解复合加工工作液的制备及其对割缝效果的影响

孙永兴 曲馨 王引真 冯涛 赵凯磊

孙永兴, 曲馨, 王引真, 冯涛, 赵凯磊. 水溶性电火花电解复合加工工作液的制备及其对割缝效果的影响[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1890-1894. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180083
引用本文: 孙永兴, 曲馨, 王引真, 冯涛, 赵凯磊. 水溶性电火花电解复合加工工作液的制备及其对割缝效果的影响[J]. 机械科学与技术, 2018, 37(12): 1890-1894. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180083
Sun Yongxing, Qu Xin, Wang Yinzhen, Feng Tao, Zhao Kailei. Preparation of Water-soluble Working Fluid and Influence on Slotting Performance for Electrical Discharge Machining and Electrochemical Machining[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1890-1894. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180083
Citation: Sun Yongxing, Qu Xin, Wang Yinzhen, Feng Tao, Zhao Kailei. Preparation of Water-soluble Working Fluid and Influence on Slotting Performance for Electrical Discharge Machining and Electrochemical Machining[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2018, 37(12): 1890-1894. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180083

水溶性电火花电解复合加工工作液的制备及其对割缝效果的影响

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180083
详细信息
    作者简介:

    孙永兴(1964-), 教授, 硕士生导师, 研究方向为机械设计及专用焊接设备研究, sunyx80@163.com

  • 中图分类号: TG661

Preparation of Water-soluble Working Fluid and Influence on Slotting Performance for Electrical Discharge Machining and Electrochemical Machining

  • 摘要: 割缝筛管是机械防砂的重要设备,试验采用电火花电解复合加工的新方法对割缝筛管进行加工。针对传统的水基工作液加工效率低,而常用的煤油闪点低,安全性差等缺点,试验研制了一种新型电火花电解复合加工水溶性工作液。采用正交试验确定最佳基础工作液,并添加爆破剂蔗糖、电解质等,研究对复合加工的影响规律,并与机油加工的效果进行对比。结果表明,在温度为30℃的条件下,纯水、聚乙二醇400及三乙醇胺的比例为m(水):m(聚):m(三)=11:11:3时,基础工作液10%(质量分数)稀释液性能最优。在其基础上加入35g蔗糖,1g NaNO3和0.25gNaCl可以得到最佳的加工效果。与机油加工工作液相比表面粗糙度减小,加工效率降低且缝宽有所增加,清洁性与安全性提高。
  • 图  1  蔗糖含量对复合加工的影响

    图  2  电解质含量对复合加工的影响

    表  1  基础成分正交试验设计

    水平 温度/℃ 纯水/g 聚乙二醇400/g 三乙醇胺/g
    1 30 280 385 35
    2 45 385 245 70
    3 60 490 105 105
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    表  2  以加工效率为评价指标正交试验结果

    试验号 A
    温度/℃
    B
    纯水/g
    C
    聚乙二醇400/g
    D
    三乙醇胺/g
    加工效率/(mm·s-1)
    1 1 1 1 1 6.16×10-3
    2 1 2 2 2 6.26×10-3
    3 1 3 3 3 4.95×10-3
    4 2 1 2 3 5.70×10-3
    5 2 2 3 1 4.16×10-3
    6 2 3 1 2 4.56×10-3
    7 3 1 3 2 3.22×10-3
    8 3 2 1 3 5.19×10-3
    9 3 3 2 1 4.68×10-3
    k1 5.79 5.02 5.64 5.00
    k2 5.14 5.20 5.54 5.01
    k3 4.36 5.06 4.11 5.28
    极差R 1.43 0.18 1.53 0.28
    较优水平 A1 B2 C1 D3
    因子主次 2 4 1 3
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    表  3  以缝宽为评价指标正交试验结果

    试验号 A
    温度/℃
    B
    纯水/g
    C
    聚乙二醇400/g
    D
    三乙醇胺/g
    缝宽/mm
    1 1 1 1 1 0.42
    2 1 2 2 2 0.44
    3 1 3 3 3 0.45
    4 2 1 2 3 0.46
    5 2 2 3 1 0.46
    6 2 3 1 2 0.45
    7 3 1 3 2 0.45
    8 3 2 1 3 0.46
    9 3 3 2 1 0.44
    k1 0.437 0.443 0.443 0.440
    k2 0.457 0.453 0.447 0.447
    k3 0.450 0.447 0.453 0.457
    极差R 0.02 0.01 0.01 0.017
    较优水平 A1 B1 C1 D1
    因子主次 1 3 3 2
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    表  4  蔗糖含量对复合加工的影响

    蔗糖/g 加工效率/
    (mm·s-1)
    缝宽/mm 表面粗糙度/
    μm
    0 6.59×10-3 0.42 2.876
    17.5 7.16×10-3 0.42 2.931
    35 8.41×10-3 0.40 2.943
    52.5 6.29×10-3 0.39 3.066
    70 6.57×10-3 0.39 2.417
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    表  5  电解质含量对复合加工的影响

    电解质含量/g 电导率/
    (μs·cm-1)
    加工效率/
    (mm·s-1)
    缝宽/
    mm
    表面粗糙度/μm
    0 87.6 6.78×10-3 0.39 2.943
    1+0.25 285 7.01×10-3 0.39 3.025
    2+0.5 508 4.18×10-3 0.40 3.712
    3+0.75 730 2.82×10-3 0.40 3.606
    4+1 904 2.57×10-3 0.39 2.195
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    表  6  水溶性工作液最终配方

    成分 含量/%
    聚乙二醇400 5.5
    三乙醇胺 1.5
    蔗糖 0.5
    平平加A20 0.2
    十二烷基苯磺酸钠 0.3
    NaCl 0.003 57
    NaNO3 0.014 3
    消泡剂 0.1
    防锈剂 0.171
    纯水 余量
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    表  7  机油与水溶性工作液割缝效果对比

    工作液 加工效率/
    (mm·s-1)
    缝宽/mm 表面粗糙度/
    μm
    水溶性工作液 8.57×10-3 0.39 2.970
    机油 9.92×10-3 0.34 3.217
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  • [1] 钟洁, 刘光威, 李冰.油井出砂原因及防砂技术应用现状[J].化工管理, 2015, (32):123, 125 http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hggl201532096

    Zhong J, Liu G W, Li B. Current situation of sand production and application of sand control technology[J]. Chemical Enterprise Management, 2015, (32):123, 125(in Chinese) http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hggl201532096
    [2] Hodge R M, Burton R C, Constien V, et al. An evaluation method for screen-only and gravel-pack completions[C]//Proceedings of International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control. Lafayette, Louisiana: Society of Petroleum Engineers& 2002: 1-15
    [3] Talaghat M R, Esmaeilzadeh F, Mowla D. Sand production control by chemical consolidation[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2009, 67(1-2):34-40 doi: 10.1016/j.petrol.2009.02.005
    [4] Metcalfe P. Expandable sand screen technology increases production[J]. World Oil, 2000, 221(2):94-95
    [5] 魏新芳.石油割缝筛管及其防砂技术研究[D].山东青岛: 中国石油大学(华东), 2007

    Wei X F. Research on slotted screen and its sand control technology[D]. Shandong Qingdao: China University of Petroleum (East), 2007(in Chinese)
    [6] 李宇顺.激光切割石油割缝筛管[J].金属加工(热加工), 2008, (20):59-61 http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgr-rjg200820020

    Li Y S. Laser cutting oil slotted sieve tube[J]. MW Metal Forming, 2008, (20):59-61(in Chinese) http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxgr-rjg200820020
    [7] Yang H L, Su F. Technical study of slotted pipe working[J]. China Oil & Gas, 1996, 3(4):210-211 http://www.cqvip.com/QK/85620X/199604/3001131657.html
    [8] 茹冰伟, 杨贺来.割缝筛管的激光切割[J].新技术新工艺, 2005, (6):56-57 doi: 10.3969/j.issn.1003-5311.2005.06.023

    Ru B W, Yang H L. Laser processing of slotted screen[J]. New Technology & New Process, 2005, (6):56-57(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1003-5311.2005.06.023
    [9] 诸跃进, 闫伟, 张卫华, 等.工作液对电解电火花复合加工工艺效果影响的试验研究[J].苏州科技学院学报(工程技术版), 2013, 26(1):76-80 doi: 10.3969/j.issn.1672-0679.2013.01.018

    Zhu Y J, Yan W, Zhang W H, et al. Experimental research on the influence of low conductive electrolyte on technological effect in electrochemical arc machining[J]. Journal of Suzhou University of Science and Technology (Engineering and Technology), 2013, 26(1):76-80(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1672-0679.2013.01.018
    [10] 滕向阳, 刘兆福, 贾志新.松香对电火花线切割加工的影响[J].机床与液压, 2009, 27(4):16-18 doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2009.04.005

    Teng X Y, Liu Z F, Jia Z X. Effect of triethanolamine on electrospark wire-electrode cutting[J]. Machine Tool & Hydraulics, 2009, 27(4):16-18(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2009.04.005
    [11] 杨鹏.线切割液的研发及其工艺参数研究[D].西安: 西安科技大学, 2011

    Yang P. Cutting fluid and the process parameters of the research[D]. Xi'an: Xi'an University of Science and Technology, 2011(in Chinese)
    [12] 尹青峰, 王宝瑞, 张勇斌, 等.弱电解质溶液EDM/ECM复合加工机理研究[J].机械设计与制造, 2014, (5):85-87 doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2014.05.028

    Yin Q F, Wang B R, Zhang Y B, et al. Mechanism research of the combined machining of EDM with ECM in low-conductivity electrolyte[J]. Machinery Design & Manufacture, 2014, (5):85-87(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-3997.2014.05.028
    [13] 倪杨.放电通道振荡特性分析及其蚀除机理的研究[D].上海: 上海交通大学, 2009

    Ni Y. Analysis of the plasma oscillation and erosion mechanism in electrical discharge channel[D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2009(in Chinese)
    [14] 陆霖琰.基于复合工作液的高速往复走丝电火花线切割加工研究[D].南京: 南京航空航天大学, 2011

    Lu L Y. Research on influence of the HSWEDM process based on composite cooling liquid[D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2011(in Chinese)
    [15] 林穗贤, 于兆勤, 郭钟宁, 等.电火花线切割加工工作液电解质对伏安特性与丝损的影响[J].电加工与模具, 2010, (3):22-24, 32 doi: 10.3969/j.issn.1009-279X.2010.03.005

    Lin S X, Yu Z Q, Guo Z N, et al. Effect of WEDM cooling fluid electrolyte on current voltage characteristic and wire wear[J]. Electromachining & Mould, 2010, (3):22-24, 32(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1009-279X.2010.03.005
    [16] 郭翠霞, 刘康, 谢文玲, 等.工作液电导率对MSWEDM加工工艺性指标影响研究[J].机床与液压, 2014, 42(11):77-80 doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.11.021

    Guo C X, Liu K, Xie W L, et al. Research on the influence of the working fluid conductivity on MSWEDM process indicators[J]. Machine Tool & Hydraulics, 2014, 42(11):77-80(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.11.021
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  • 收稿日期:  2018-01-10
  • 刊出日期:  2018-12-05

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