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28.01.2020 | ORIGINAL ARTICLE | Ausgabe 11-12/2020

The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 11-12/2020

Attainment of high corner accuracy for thin-walled sharp-corner part by WEDM based on magnetic field-assisted method and parameter optimization

Zeitschrift:
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology > Ausgabe 11-12/2020
Autoren:
Hongzhi Yan, Kabongo Djo Bakadiasa, Zhi Chen, Zhaojun Yan, Hongbing Zhou, Fenglin Han
Wichtige Hinweise

Publisher’s note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The demand for thin-walled sharp-corner parts is constantly becoming higher in aerospace, precise instruments, and micro-electro-mechanical systems (MEMS). Nonetheless, the fabrication of thin-walled sharp-corner part is a challenging work because of its poor stiffness. Wire electrical discharge machining (WEDM) is an alternative method to machine low-stiffness part due to its non-contact material removal process. However, experimental data show that there exists an inevitable deformation in the corner area of thin-walled sharp-corner part. The goal of this paper is to achieve high corner accuracy for thin-walled sharp-corner part based on magnetic-assisted approach and parameter optimization. Firstly, a coupled magnetic-mechanical model is established to analyze the effect of the external magnetic field on the corner deformation. It can be found that the external magnetic field can effectively improve the magnetic field distribution and decrease the corner deformation. There is optimal external magnetic induction intensity between 0.2 and 0.3 T for smaller corner deformation. Then, the results of verification experiment indicate that the coupled magnetic-mechanical model is of high feasibility and reliability. In addition, a set of Taguchi experiment is implemented to investigate the influences of process parameters on the corner deformation. It can be obtained that corner deformation rises up with the increase of pulse on time and discharge peak current, and reduces along with pulse-off time. Furthermore, the optimal process parameter combination from the range analysis method can reduce corner deformation from 100 to 34.3 μm.

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