电火花加工中放电点的温度场仿真与研究

建立电火花放电通道的有限元模型,利用ANSYS软件对电火花放电过程中放电通道作用于工件表面的温度场分布进行仿真。根据仿真结果并结合模型材料的物理性能,分别以放电脉宽和放电电流为单一变量,探索并建立蚀除凹坑随放电脉宽、放电电流变化的理论模型。利用自制的实验装置在铝合金表面进行单脉冲电火花放电实验,并以空气作为放电介质。研究表明,仿真结果与实验加工的铝合金表面蚀除凹坑的半径较为吻合。可用有限元仿真来预测电火花加工形成的蚀除凹坑的生长规律,为电火花的表面处理以及拓展电火花的应用领域提供科学的理论指导。     

功能电极电火花诱导烧蚀加工模具钢Cr12实验研究

针对电火花加工效率低的问题,提出了利用功能电极向加工区域通入高压水和氧气,在电火花放电加工中引入金属在氧气中燃烧产生的化学能,蚀除金属材料.通过采用圆柱电极和功能电极对模具钢Cr12进行常规电火花加工和电火花诱导烧蚀加工实验,研究了电参数及非电参数对电火花诱导烧蚀加工的影响规律.结果表明：正极性烧蚀加工模具钢Cr12的加工效率达178.12 mm3/min,是相同条件下常规电火花加工的20.2倍,并具有明显的极性效应.烧蚀加工的加工效率MRR随脉宽和加工电流的增大呈近似线性增大趋势;随气压与液压之比的增大呈现先增大后减小的趋势;随着电极转速的增大呈现先增大后略有下降的趋势.     

Al2O3陶瓷基体温度传感器的激光精密加工技术研究

为了掌握采用激光精密加工技术加工Al2O3陶瓷基体温度传感器的最佳工艺参数,文中采用声光调QNd:YAG激光划片机加工Al2O3陶瓷基体,研究激光划片工艺参数与Al2O3陶瓷基体上刻槽深度与宽度的关系,以及采用调阻机加工Pt薄膜电阻,研究激光调阻工艺参数与调阻精度的关系。     

钛合金复杂型腔电火花加工工艺参数的试验研究

基于电火花成形加工的特点,对TC4钛合金复杂型腔的电火花加工进行了试验研究,分析了脉冲宽度、脉冲间隔及峰值电流等工艺参数对加工速度及电极损耗等工艺指标的影响.结果表明,峰值电流对工艺指标的影响较大,加工速度随峰值电流的增大和脉冲间隔的减小而增大.电极损耗随峰值电流和脉冲间隔的增大而增大,并随脉冲宽度的减小而增大.     

电火花加工工艺对热锻模具钢冲击疲劳性能的影响

本文采用了模拟热锻模具受栽状况的冲击疲劳试验方法,研究了电火花加工时,脉冲宽度、放电峰值电流、两种工作液、加工极性及工具电极材料等工艺条件,对5CrNiMo热锻模具钢冲击疲劳抗力的影响规律,并对结果进行了试验分析和讨论     

难加工合金微细通道电火花加工工艺规律研究

微细电火花加工技术因其非接触加工等显著特点,在难加工合金材料微细制造领域具有突出的优势与潜力。选择对加工性能影响较大的峰值电流、脉宽、脉间及电容4种电参数,开展了难加工合金微细通道电火花加工正交实验,并结合实验结果分析了电参数对加工时间和电极损耗的影响规律。最后,针对两个加工目标,采用多目标优化算法得到了最优电参数组合,并分别在不锈钢、殷钢、铁合金3种难加工合金材料上加工了微细通道。实验结果表明,放电参数对加工时间和加工效率具有显著影响,采用所提出的多目标优化方法可以在保证加工质量的同时有效提高加工效率。     

难加工合金微细通道电火花加工工艺规律研究

微细电火花加工技术因其非接触加工等显著特点,在难加工合金材料微细制造领域具有突出的优势与潜力．选择对加工性能影响较大的峰值电流、脉宽、脉间及电容4种电参数,开展了难加工合金微细通道电火花加工正交实验,并结合实验结果分析了电参数对加工时间和电极损耗的影响规律．最后,针对两个加工目标,采用多目标优化算法得到了最优电参数组合,并分别在不锈钢、殷钢、钛合金3种难加工合金材料上加工了微细通道．实验结果表明,放电参数对加工时间和加工效率具有显著影响,采用所提出的多目标优化方法可以在保证加工质量的同时有效提高加工效率．     

电火花加工中电参数对放电状态影响规律及其建模

从分析电火花加工中3种放电状态占有率的角度,论述了放电参数和控制参数对放电状态的影响规律,得出了放电参数的选择原则,即适当增加开路电压、降低峰值电流可以提高加工效率和保证加工表面质量;同时发现脉冲间隔时间对短路率、火花/拉弧率和击穿延时率的影响较大,调整脉间对实现加工过程的稳定控制更为有效.此外,根据电火花加工中影响放电状态的因素多且复杂的实际情况,利用辅助变量法无需研究噪声具体结构形式,即可以得到参数无偏辨识模型的特点,结合对电火花加工系统动态特性的认识,对有偏辨识模型进行了进一步的探讨,得到了损失函数小、预测精度高、实际操作性强的无偏辨识模型.     

内喷雾式电火花铣削加工的实验研究

提出了一种新的电火花加工方法——内喷雾式电火花铣削加工.喷雾电火花加工采用具有一定压力的水雾作为放电介质,具有无污染、成本低等优点.实验研究了极性、峰值电流、脉宽、脉间等参数对喷雾电火花加工的材料去除率和电极体积相对损耗率的影响.结果表明,喷雾电火花加工适合采用正极性加工(工件接正极),且具有电极相对损耗率低等特点.     

正交磁场对电火花单脉冲放电中电蚀凹坑的影响规律

电火花放电通道在正交磁场的作用下向洛伦兹力方向偏转、延伸,进而导致电蚀凹坑形貌发生变化,研究磁场辅助电火花加工(MF-EDM)过程中电蚀凹坑的形貌变化规律及特点,对进一步明晰电火花加工机理具有重要意义.基于MF-EDM气中单脉冲放电试验,使用表面轮廓仪观测电蚀凹坑延伸长度、深度、宽度及放电起始点偏移量,并得出磁场及放电参数对电蚀凹坑的影响规律.结果表明:电蚀凹坑长度随着磁感应强度、开路电压的增大而增大;电极外伸长度的影响结果相反;电蚀凹坑深度随着磁感应强度、开路电压、电极外伸长度的增加没有明显的变化规律;电容与磁感应强度存在最优参数组合以使凹坑长度最大;随着磁感应强度及放电能量的增加放电起始点的偏移量增加.     

聚晶金刚石的电火花磨削加工

为探讨在普通电参数下,电火花磨削人造聚晶金刚石(PCD)的加工性能,研究了电极轮转速、开路电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对材料去除率、电极损耗以及加工表面粗糙度的影响.结果表明,采用电火花磨削方法,在较小的开路电压和峰值电流下,PCD的加工是可行的.使用电火花磨削方法在材料去除率和表面粗糙度方面要优于普通电火花加工.各个加工参数对加工表面粗糙度的影响不大,而与金刚石颗粒的粒度有关.加工时应选用大的开路电压,而峰值电流不宜取得过大,一般说来,不应超过32 A.脉冲宽度与脉冲间隔之间存在一个最优比例关系,在合理的脉冲宽度与脉冲间隔比例基础上,加大脉冲宽度可以提高加工性能.     

基于正交试验3Cr13电火花成型的加工试验及分析

为提高3Cr13不锈钢模具型腔电火花成型精加工效率,降低加工过程中工具电极的损耗,以工具电极材料、峰值电流和脉冲宽度为影响因子,材料去除率和电极体积相对损耗为性能指标,进行2-3因素混合水平试验;应用Minitab软件建立了影响因子与性能指标的数学回归模型,分析了各因子对性能指标的影响;采用多目标优化,确定最优参数组合为:峰值电流为11.6 A,脉冲宽度为67.4μs,电极材料为Cu50W;根据优化参数组合,重复试验验证结果为:材料去除率22.378 mm~3/min,电极体积相对损耗1.075%,与优化结果基本吻合。该研究为电火花成型加工不锈钢模具型腔最优工具电极材料选择和电参数选择具有实际指导意义。     

绝缘工程陶瓷电火花铣削直流伺服电机控制系统研究

绝缘工程陶瓷电火花铣削技术是作者开发出的一种新型加工技术.直流伺乔服电机控制系统是该加工技术的一个重要组成部分,它对绝缘工程陶瓷电火花铣削的效率、精度和表面质量等有很大的影响.在对绝缘工程陶瓷电火花铣削加工技术的工作原理和特点进行分析研究的基础上,研制出了直流伺服电机控制系统,介绍了该控制系统的功率放大、PWM脉宽调制电路和电磁兼容电路的设计原理.采用该控制系统对绝缘Al2O3陶瓷和SiC陶瓷进行了电火花铣削加工工艺试验,给出了脉冲宽度对加工生产率和表面粗糙度的影响关系.试验结果表明:该直流伺服电机控制系统具有结构简单、可靠、跟踪精度高、系统响应速度块、调速范围宽、低速稳定性好等优点,可满足绝缘工程陶瓷电火花铣削加工的要求.     

绝缘工程陶瓷电火花加工技术研究进展

概述了国内外绝缘工程陶瓷电火花加工技术的研究现状,对高电压辉光放电加工、电解电火花放电加工及辅助电极电火花加工等绝缘工程陶瓷的电火花加工技术的原理、特点进行了分析和阐述,并且分别对相应的复合加工技术进行了一定的研究。     

液氮冷却实现电火花工具电极低损耗仿真研究

工具电极损耗对工件的精度有较大影响.从电火花加工实质为热能加工着手,对常温和液氮冷却下工具电极单脉冲放电温度场进行对比、分析,通过传热理论得出常温下和液氮冷却时工具电极表面温度场及其变化曲线.结果表明:脉宽内,液氮冷却可降低放电点最高温度和温升;脉间内,液氮冷却可将放电点温度在极短时间内冷却至初始温度,从而减少因热量累积导致的工具电极损耗.因此,液氮冷却可有效降低工具电极损耗.     

微细电火花加工过程分析及仿真

根据热传导基本理论和微细电火花加工的实际情况,建立起微细电火花加工的有限元分析模型;采用ANSYS分析软件,基于不同的热源模型对单脉冲放电情况的温度场进行了数值模拟,并利用仿真结果研究了单脉冲放电的表面粗糙度和材料去除率与放电能量的关系。     

IEC安全火花试验装置点燃因素研究

为研究IEC火花试验装置的影响因素,建立IEC火花试验装置放电间隙电压、电流数学模型,得到有效点燃能量表达式。在此基础上,利用Fluent软件建立IEC火花试验装置中钨丝与镉盘放电间隙模型,采用UDF编程模块模拟钨丝向镉盘运动过程,并设置计算出的放电间隙有效点燃能量及其相关参数,仿真模拟有效点燃能量、点火半径、电极材质3个因素对电火花引燃甲烷/空气混合气体的影响。结果表明：点火半径不变的情况下,钨电极在运动至电火花之前,温度有短暂上升并保持不变,当与火花接触后会瞬间吸收大量热量,通过仿真计算电火花能量在钨电极上的损耗占有很大比重;得到不同电容值对应的最小点火半径,最小点火半径随着电容值的增大逐渐减小,并拟合出最小点火半径与有效点燃能量之间的函数关系式。     

高电阻电极对微细电火花放电加工影响的研究

微细电火花放电加工过程中,由于单位脉冲放电的材料去除率(放电凹坑直径)决定了最小加工尺寸以及微细电火花加工的加工表面粗糙度,所以减少单位脉冲放电的材料去除率具有重要作用。为达到此目的,采用具有高电阻材料如单晶硅作为工具电极。分析结果显示,随着工具电极电阻提高,放电电流峰值逐渐降低,脉冲放电时间增加,放电能量减小。另外,研究并测试了硅电极加工不锈钢工件时电阻值对工件表面放电凹坑直径的影响。实验结果表明当硅工具电极电阻值提高时,放电凹坑直径逐渐降低;并达到最小值0.5μm;同时降低了工件表面粗糙度值0.03μm;提高了表面加工质量。     

集束电极电火花加工工艺

为了探索集束电极电火花加工的工艺特性,进行了工具电极平动加工试验,对比传统实体电极电火花加工,探讨了脉宽和峰值电流等条件对工件材料去除率及工具电极相对损耗率的影响.结果表明,通过平动工具电极,能够消除因多孔结构的集束电极在工件加工表面形成的毛刺状料心,从而使得加工过程稳定,材料去除率提高.相对于实体电极电火花加工,集束电极电火花加工的材料去除率及其工具电极损耗率均较大.     

陶瓷材料电火花加工技术及研究进展

综述电火花加工技术在加工陶瓷方面的研究和应用,主要有电火花线切割加工、电火花成型加工和辅助电极电火花加工等几种方法,显示电火花加工技术在陶瓷加工领域中加工精细陶瓷零件的应用前景,并指出该技术在尖端陶瓷加工应用中存在的电磁放电状态难于控制的问题,未来的发展趋势是进一步加强人工智能化控制.