陶瓷刀具在数控精密加工中的创新应用与挑战

本文阐述了陶瓷刀具在数控精密加工领域的最新应用,探讨了其在高效率和高精度加工中的优势,并分析了在材料、设计及加工过程中遇到的主要挑战。通过对当前技术的深入分析,提出了未来发展的可能方向和改进策略。

微细电火花深沟槽螺旋电极钛合金微孔加工

在微细电火花微小孔精密加工中,由于微孔精密加工脉冲能量小,使电极与工件之间产生的放电间隙较小,当微孔加工深度较深时电蚀产物难以从狭小的放电间隙排出,过多的电蚀产物会增加二次放电概率和造成放电频繁短路,使加工回退,造成加工不稳定。为改善加工状态采用单旋深沟槽螺旋电极进行加工实验,实验通过制备Φ0.21 mm单旋深沟槽螺旋电极对Ti6Al4V进行微孔加工。并通过对不同沟槽深度的电极进行大量实验。实验结果得出深沟槽螺旋电极能明显的改善微孔加工质量、降低加工时间和减小电极损耗。并且当沟槽深度为直径的50%时电极损耗最小,沟槽深度为直径的60%时微孔加工形貌最优。

铝基碳化硅异形电极电火花加工技术研究

为了改善电火花深小孔加工过程中,因加工碎屑排出不畅而导致的加工速度慢、电极损耗严重等问题,制备螺旋、三沟槽和削边三种形貌的异形结构电极。在相同的加工条件下,以铝基碳化硅为实验材料,采用异形结构电极与圆柱电极分别进行不同深度下深小孔加工实验,对加工效率、电极损耗和深小孔内表面形貌三方面进行对比分析。实验结果表明:异形结构电极在深小孔的加工效率和电极损耗方面都优于圆柱电极;小孔内表面形貌方面:圆柱电极加工后的孔内表面附着碎屑较多。

SiC_P/2024Al复合材料电火花加工技术研究

采用电火花加工工艺对SiC_P/2024Al复合材料进行深小孔加工,研究了不同截面形状电极对电火花深小孔加工性能,如材料去除率、加工过程稳定性、孔质量的影响规律。结果表明,在相同加工条件下,螺旋电极电火花深小孔的加工效率明显高于圆柱电极。圆柱电极加工过程中,电极间隙中堆积的电蚀碎屑使工具电极频繁后退,大大降低了加工效率。SiC_P/2024Al复合材料电火花加工过程中会发生电极材料的熔化、汽化和氧化,同时,也伴随SiC颗粒的热剥落现象。在电火花加工表面观察到微裂纹的存在,在电火花加工过程中,由高温到低温的淬火过程使复合材料内部产生热应力,当应力超过材料的强度极限,则应力将以材料的塑性变形的方式释放,从而产生微裂纹。