射流泵工作的過程中,擴散管段的光潔度對射流效果作用十份明顯,在本次對射流泵擴散管加工中,采用電火花加工過程中電火花電極端出現(xiàn)部分不均勻脫落。采用基于Ansys-workbench熱耦合分析,對電火花加工中電極損耗進行分析。確定電極損耗原因及其理論損耗程度后,尋找電火花加工中的電極端損耗過多解決辦法,并最終將擴散管段加工成型,符合預設流道形狀并滿足管道粗糙度要求。
射流泵是一種依靠一定壓力的工作流體通過噴嘴高速噴出帶走被輸送流體的泵,其關鍵工作元件為噴嘴、喉管、擴散管。這幾個部件每一個細節(jié)的設計都有嚴格的要求。為了保證射流器具有良好的水力性能,防止出現(xiàn)折沖水流和漏水現(xiàn)象,必須保證噴嘴、喉管、擴散管三者在組裝或加工時必須同心,同軸(心)度應達到精度等級的9~10級,或控制在0.05~0.40mm之內,射流器越小,精度要求越高,射流器越大,精度可適當降低,但也必須滿足基本的設計準則。對于噴嘴和喉管這兩個主要部件,為了減少摩擦阻力損失,提高射流器效率,內壁加工光潔度應達到Ra3.2~1.6以上。其中,擴散管段加工兩股流體匯合后整流作用很大。在氣體和流體中分別進行過大量實驗,其結果均表明當擴散角為4~10°時,阻力系數(shù)最小,因此擴散管的擴散角θ在4~10°之間比較好。為了進一步減小擴散損失,當面積比m<4時,可采用分段擴散的方法,擴散角分別由小到大。本次所需加工的擴散管采用這種結構,所以因其深長結構和分段結構復雜,且表面粗糙度要求很高,在加工制造上有相當難度,加工擴散管一般采用定制刀具做深加工。但本次加工的射流泵,屬于小批量定制產品,由于專用的定制刀具設計制造費用較高,為節(jié)約成本,考慮使用電火花加工擴散管段。
3.解決方案
射流泵屬于流場要求極高設備,如果電極前端腐蝕情況不能得到有效改善,所加工出擴散管流道也不能滿足射流需求。但電極前端加工沒有更好的辦法來保證腐蝕脫落情況滿足要求,因此采用一個尺寸與原電極尺寸一致的電極進行補償加工,之前電極脫落過多導致未加工到的殘余加工量較小,可通過二次補償加工實現(xiàn)完成,因為時間短暫,不會形成過多破損。
于是采用此種方法加工,第二次經過一小時加工時間,加工成型,無需再次精細電火花加工。所加工產品粗糙度達到Ra1.6,能滿足射流泵擴散管的需求。
結論與展望
電火花加工中,電極端長期處于高溫狀態(tài),只要有一點物質不均勻的情況,就容易發(fā)生電極腐蝕脫落不均勻,影響加工工件成型。電極材料在使用前,應加大檢驗力度,杜絕材料元素分布不均及加工不均等情況。(2)加工過程可采用多次加工成型法,使加工工件達到較高表面要求。(3)對于如何克服電極在加工中出現(xiàn)缺陷的情況,有待于進一步研究。