线切割加工SiCp/LY12复合材料的试验研究

研究了电参数对电火花线切割加工SiCp/LY1 2复合材料的切割速度和表面粗糙度的影响 ;用扫描电镜分析了复合材料线切割加工表面的SEM形貌。试验结果表明 :峰值电流和脉冲宽度对切割速度和表面粗糙度有较大的影响 ,其次是加工电压 ;脉冲间隔对表面粗糙度影响不大 ,当其达到一定程度时 ,表面粗糙度基本不受其影响 ;选用较大的峰值电流和较短的脉冲宽度 ,可对复合材料进行较理想的电火花线切割加工。     

单向碳纤维增强陶瓷基复合材料磨削表面质量研究

为考察单向碳纤维增强陶瓷基复合材料(C_f/SiC)的磨削表面质量,使用树脂结合剂金刚石砂轮完成正交试验研究.通过极差分析获得砂轮线速度v_s、磨削深度a_p和进给速度v_w对表面质量影响的主次顺序.正交试验结果表明:磨削深度对磨削表面粗糙度影响最大;随着磨削深度a_p的增大,表面粗糙度显著增大;随着砂轮线速度v_s的增大,表面粗糙度不断减小;随着进给速度v_w的增大,表面粗糙度增大.最终根据试验结果及表面微观形貌对单向碳纤维增强陶瓷基复合材料的磨削机理进行深入的分析,对单向C_f/SiC磨削加工理论的机理揭示具有指导意义.     

2.5D C_f/SiC复合材料磨削工艺试验研究

为研究2.5D C_f/SiC复合材料的磨削工艺性能,设计并完成了单因素试验.结果表明:磨削深度ap、砂轮线速度vs及进给速度vw均对2.5D C_f/SiC的磨削性能评价参数(表面形貌、表面粗糙度及磨削力)产生影响,其中磨削深度对评价参数的影响最大,进给速度影响最小;经向纤维及纬向纤维的支撑效果具有很大差异,导致不同的磨削加工缺陷形式;2.5D C_f/SiC的主要缺陷形式包括界面脱粘、裂纹、纤维露头及拔除;不同加工参数及纤维方向会导致磨屑出现一定的差异.根据试验结果对2.5D C_f/SiC的磨削加工机理进行了考察分析,为2.5D C_f/SiC的磨削加工理论的研究提供了重要的技术支撑.     

基于正交试验法优化电火花线切割加工参数的研究

利用正交试验设计的方法,对高速走丝电火花线切割加工中的峰值电流、脉冲宽度、脉间比和零件加工厚度等工艺条件进行了试验的优化设计.运用综合评分法对零件的加工速度和表面粗糙度进行了综合考虑,将多目标问题转化成单目标问题.考虑到线切割加工的非线性特点,利用二元表找出了交互作用下的各种因素的最佳水平.得出了电参数与加工速度和表面粗糙度之间的联系,为进一步研究电火花线切割加工工艺规律提供了基础.     

电火花线切割加工YG8的工艺研究

在电火花线切割加工过程中,影响切割速度和材料表面粗糙度的主要电参数有脉冲电压、脉冲宽度、脉冲频率及脉冲宽度比等。讨论了脉冲电压及脉冲宽度对切割速度和表面粗糙度的影响,选取不同脉冲电压、脉冲宽度对线切割硬质合金的表面粗糙度和切割速度进行分析,得出电火花电参数对硬质合金加工表面粗糙度及切割速度的影响规律,取得最佳的电加工工艺参数,为其后续工艺提供可靠的依据。     

基于响应曲面法电火花线切割回转零件实验研究

以低速走丝电火花线切割加工回转铜钨合金(CuW70)试件为研究对象,采用Design-Expert软件设计Box-Behnken实验,利用响应曲面法分析得出不同速度参数对工件表面粗糙度及材料去除率的影响规律,并得出兼顾加工效率与表面质量的最优工艺参数组合.结果表明,速度参数对表面粗糙度影响的主次关系为工件转速>进给速度>走丝速度;对材料去除率影响的主次关系为进给速度>工件转速>走丝速度.多目标参数优化得出:当工件转速为46r/min,进给速度为1.0mm/min,走丝速度为45mm/s时,表面粗糙度达到0.882μm,材料去除率达到0.625mm³/min.     

电火花线切割加工表面形貌分形特征

针对电火花线切割加工表面形貌不规则、无序性等特点,基于分形几何理论,研究了电火花线切割加工表面形貌的分形特征,利用结构函数法计算其分形维数,并给出了电火花线切割表面特征分形维数的物理意义.研究表明:电火花线切割表面形貌在一定尺度范围具有明显的分形特征,加工参数的设定、脉冲电源的性能等因素影响分形维数D的大小,分形维数D和表面粗糙度Ra有一定的对应关系,将分形维数D和表面粗糙度Ra结合起来描述线切割加工表面的形貌特征更为合理.     

(SiC)TiN/Cu复合材料的显微组织和导电性能

以醇盐水解--氨气氮化法在SiC颗粒表面包覆TiN,然后采用放电等离子体烧结制备出(SiC)TiN/Cu复合材料.结果表明:醇盐水解--氨气氮化法能够制备出TiN包覆SiC复合粉末,TiN包覆层均匀连续,TiN颗粒的粒径为30～80nm.TiN包覆层能够促进复合材料的致密化并改善界面结合.(SiC)TiN/Cu复合材料的电导率介于15.5～35.7 m.Ω-1.mm-2之间,并且随着SiC体积分数的增加而降低.TiN包覆层和基体中网络结构TiN的存在能够有效提高复合材料的电导率.复合材料的电导率较接近P.G模型的预测值.     

慢走丝电火花线切割TC4试验研究和参数优化

以慢走丝电火花线切割加工钛合金TC4为试验对象,在正交试验的基础上,通过信噪比(signal to noise ratio,SNR)方法研究峰值电流、开路电压、脉冲宽度、走丝速度和丝张力对加工时间、切缝宽度和表面粗糙度的影响规律.采用灰色关联度分析方法将多目标参数优化转化为单目标灰关联度的优化,得到慢走丝电火花线切割TC4在多项工艺指标要求下的最优参数组合.多目标优化结果表明:在峰值电流为30 A,开路电压为100 V,脉冲宽度为20μs,走丝速度为105 mm/s,丝张力为12 N时,表面粗糙度减小了8.35%,切缝宽度减少了2.59%,加工时间减小了26.06%.     

基于GRNN的电火花线切割加工工艺预测

将广义回归神经网络(GRNN)应用到电火花线切割多次切割加工预测中,减少参数选择的盲目性.采用正交试验的方法,进行放电脉宽、脉间、峰值电流、运丝速度、工作液及每次切割的偏移量对切割速度、表面粗糙度的影响试验,将实验数据作为神经网络的训练样本;将误差序列的均方差作为广义回归神经网络性能的评价指标.实验发现:利用GRNN网络的切割速度预测误差小于4％,表面粗糙度预测误差小于2％,预测精度较高,可以有效地指导加工参数的选择.     

线切割粗精复合加工智能化脉冲电源的设计

提出了线切割粗精复合加工的概念，研制成功了线切割粗精复合加工智能化高频脉冲电源．该电源中设有工艺参数数据库，具有自选加工规准的功能．解决高速走丝线切割加工中高的切割速度与低的加工表面粗糙度不能同时兼顾的矛盾．     

结构化砂轮磨削蓝宝石微沟槽底面质量的研究

针对蓝宝石这类超硬材料表面微结构难加工的问题,提出一种基于结构化砂轮的磨削表面微结构方法.采用电火花线切割（Wire Electrical Discharge Machining, WEDM）技术对砂轮表面进行结构化修整,利用修整后的结构化砂轮磨削蓝宝石表面微结构,研究顺磨和逆磨方式下,结构化砂轮磨削速度、磨削深度和进给速度对蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度的影响规律.研究结果表明,结构化砂轮磨削蓝宝石表面微沟槽形貌基本完整,且相对120 μm的加工深度,尺寸误差仅为1.4 μm,微沟槽的垂直度较好,垂直度偏差仅为4.9°;顺、逆磨方式下,随着磨削速度增大,磨削深度和进给速度减小,都可以减小蓝宝石微沟槽底部表面粗糙度;相较于逆磨方式,顺磨方式下微沟槽底面微坑较小,底面质量更优;在较优加工参数砂轮磨削速度 35 m/s、磨削深度1 μm、工件进给速度200 mm/min下,表面粗糙度从4.487 μm降低至2.923 μm.     

高速走丝电火花线切割加工工艺建模方法研究

为了实现对高速走丝电火花线切割加工工艺效果的预测,以脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流及工件厚度为输入参数,以切割速度和表面粗糙度为输出参数,分别用非线性回归分析法和BP神经网络技术建立了工艺模型,并对两种模型的预测结果进行了比较。结果表明,两种模型均能反映线切割机床的加工工艺特性,可用于对给定切割条件下切割速度和表面粗糙度的预测,但神经网络模型具有更高的预测精度。     

线切割电参数对加工能耗及粗糙度的影响研究

电火花线切割加工过程中的电参数(脉宽、脉间距、跟踪、限速等)影响加工过程能量消耗和加工零件的表面质量。通过建立测试平台,对DK7740D电火花线切割机床加工过程的相关数据进行采集,分析脉宽、脉间距、跟踪、限速等4个参数对加工能耗和加工零件表面粗糙度的影响情况,得知电参数对加工过程能耗、粗糙度的影响程度,为实现低能耗和低表面粗糙度提供电火花线切割参数优选依据。     

放电等离子烧结制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料

选用单质粉(Ti,Si,C,Al)为原料,采用机械合金化法制备含有Ti3SiC2和TiC的混合粉体,然后将Ti3SiC2,TiC和Cu的混合粉体进行放电等离子烧结,以制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,并对其组织耐磨性进行了研究。实验结果表明,放电等离子烧结可制备致密的Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,复合材料的显微硬度随强化相(Ti3SiC2-TiC)掺加量的增加显著提高,当强化相掺加量为20 vol%时,复合材料的硬度值达1.58 GPa。Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料的耐磨性随强化相含量增加显著提高,当强化相掺入量为20 vol%时,复合材料的耐磨性为纯Cu的4倍。     

SiCp/ZL201复合材料切削加工性能研究

用硬质合金YG6和高速钢W18Cr4V为切削刀具,研究了碳化硅颗粒增强ZL201复合材料中的碳化硅颗粒含量及其尺寸等参数对切削加工性能的影响。试验结果表明:碳化硅颗粒尺寸越大、碳化硅含量越多,对刀具的磨损速度越快;在相同材料、相同切削条件下,高速钢比硬质合金刀具磨损速度快;碳化硅颗粒粗大,加工工件表面粗糙度大,且随颗粒含量的增加而增大,而碳化硅颗粒细小时,加工表面粗糙度较小,且随着颗粒含量的增加而减小。探讨了刀具磨损机理,认为复合材料对刀具的磨损属磨粒磨损。     

随机抽样在粗糙表面接触力学行为分析中的应用

为研究表面粗糙度对接触表面力学行为的影响规律,结合表面粗糙度的加工参数和随机抽样方法,对服从正态分布和预设粗糙度的表面轮廓曲线进行了模拟.根据统计得到的模拟轮廓曲线几何形态的共性特征,建立了基于圆锥与平面接触的三维粗糙表面接触力学模型,推导出平面几何压力与粗糙表面微凸体变形间的定量关系.分析结果表明:服从正态分布的轮廓高度曲线中的峰角顶点数目约为样本容量的1/3;圆锥压入平面时平均压力/材料纯剪应力的比值与其半角呈二次方关系;表面粗糙度越大,轮廓曲线的起伏越大,两接触面相互嵌合越容易;表面粗糙度越大,材料屈服强度对接触微凸体变形的影响也越明显.     

七○一教研室两项科研成果通过部级鉴定

我院七○一教研室范广信副教授和研究生郭黎滨研制的线电极电火花电解复合加工新工艺及复合线切割加工用新型水基工作液于1987年7月30日在我院通过部级技术鉴定。线电极电火花电解复合加工是一种利用电能、热能和化学能等多能的加工新工艺。复合加工与电火花切割相比较,在相同的切割条件下,表面粗糙度可降低0.5～1级;复合加工的精度和线切割的精度相等;切割速度略低干线切割加工,当脉宽大于20ms 时切割速度则高于线切割加工。经过复合加工后的工件表面层应力小,不产生微裂纹,而且显微硬     

应用于电火花加工电极材料的TiB2/Cu复合材料

实验研究了作为电火花加工电极材料的两种含量的TiB2/Cu复合材料.以加工速度、电极损耗率为工艺指标,分别研究了加工电流、脉冲宽度在电火花加工过程中的影响,并采用PHILIPS XL-30环境扫描电镜(Environmental Scanning Electron Microscope,简称ESEM)及能谱(Energy Dispersive X-ray,简称 EDX)分析TiB2/Cu复合材料作为电火花加工电极材料的腐蚀机理.实验结果表明,将体积分数为5%的TiB2/Cu复合材料作为电火花加工电极材料与其他的铜基复合材料具有同样的规律.     

电火花线切割加工中非电参数对工艺指标的影响

本文通过对包括电极丝,工作液,进给速度等非电参数的分析,说明非电参数对电火花线切割加工的重要性。因为它们直接影响加工的精度及表面粗糙度,所以本文又介绍了如何根据实际情况在加工前选择正确的非电参数。