镍基单晶高温合金表面微阵列孔的制备方法及其实验研究

微小孔结构在航空航天、现代医疗、精密仪器等领域有着广泛的应用,但孔径尺寸微小且加工精度要求高,常规的接触式机械加工方式存在切削力致使孔精度较难控制.而电火花加工非接触和无宏观切削力的特点使其在微小孔加工中具有独特的优势.开展镍基单晶高温合金表面微阵列孔制备的实验研究,首先通过低速走丝电火花线切割方法结合精修工艺实现了边长小于340μm菱形微细阵列电极的高精度制备.采用所制备的微细阵列电极在镍基单晶高温合金表面进行微阵列孔加工,探究微阵列孔尺寸的一致性精度、孔壁的表面质量和电极损耗特点,揭示抬刀速度和抬刀模式对微阵列孔的孔壁粗糙度的影响规律,实现了镍基单晶高温合金表面微阵列孔的高效率高精度制备.

一种微细电火花线切割用黑金丝设计及其应用研究

分析了形状复杂的微型孔和精密模具零件型腔微细电火花线切割加工过程中存在的问题,提出有效的解决方案。从应用角度出发,设计了复合重构表层黑金丝材料,优化了电极丝的放电性能,满足了微细电火花线切割加工形状复杂微型孔和精密模具零件应用要求,提高了加工精度和表面质量。

一种微细电火花线切割用黑金丝设计及其应用研究

分析了形状复杂微型孔和型腔精密模具零件微细电火花线切割加工中存在的问题,提出了有效解决方案。从应用角度出发,设计了复合重构表层黑金丝材料,优化了电极丝的放电性能,满足了微细电火花线切割加工形状复杂微型孔和型腔精密模具零件应用要求,提高了加工精度和表面质量。

硬质合金电火花慢走丝线切割缺陷与工艺改进

硬质合金电火花慢走丝线切割缺陷破坏了工件加工精度和基体完整性,导致工件降级或无法使用。本文采用电子扫描显微镜(SEM)和能谱(EDS)对电火花慢走丝线切割硬质合金过程中产生的褶皱线纹和凹坑的表面形貌、成分进行分析。结果表明:褶皱线纹、凹坑表面均存在大量的电蚀产物,粗糙度差,并含有较高含量的Cu、Zn元素,而Cu、Zn元素是镀锌电极丝的主要成分。褶皱线纹、凹坑均是在大电流、宽脉冲线切割过程中,合金微变形引起的电极丝线切割路径偏转所致。通过选用合适的挂台面积、采用低应力硬质合金母料、设计合理的母料排料方式等方法均能很好地改善硬质合金慢走丝线切割表面质量。

复杂微小零件的微细电火花线切割加工技术研究

在分析微细电火花线切割加工特点的基础上 ,对获得高精度、高表面质量加工指标的关键技术进行了研究。重点对微能脉冲电源、智能工艺规划系统和加工工作液间隙特性等关键技术进行了研究 ,解决了微能脉冲电源能量精确可控以及微小复杂零件加工工艺规准的智能决策问题 。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料微细电火花线切割加工材料去除率研究

碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料微细电火花线切割加工材料去除过程受多种因素交互影响,难以获得有效的材料去除率数学模型,而在多约束条件下试验研究不失为解决该问题的一种有效方法。采用中心复合设计(CCD)实验方法,设计三因素五水平的SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工实验方案。利用响应曲面法建立材料去除率与主要电源参数(开路电压、电容和脉宽)的二阶模型,通过对实验数据的多元二次拟合,获得材料去除率的二次回归数学模型。进一步分析了实际加工条件对工艺参数的约束,并以提高SiCp/Al复合材料微细电火花线切割加工材料去除率为目标建立工艺参数优化模型。设计粒子群优化(PSO)算法及其流程进行优化问题求解,其结果显示PSO算法可以快速有效地获得满足多约束的最佳工艺参数。

国外电火花线切割加工技术最新进展

结合国外电火花线切割加工技术的最新发展趋势 ,对新型走丝系统、新型工作液、自动化及人工智能技术、微细电火花线切割加工技术等方面的最新进展进行了详细的阐述 。

微细电火花线切割加工表面干摩擦磨损特性

以球-面接触方式,在0.6 mm振幅下,研究微细电火花线切割加工表面在不同载荷和不同频率下的往复滑动干摩擦磨损行为,并探讨其磨损机理。结果表明,微细电火花线切割加工的模具钢M42表面,随着载荷的增加,摩擦过程转变为三体摩擦,降低了摩擦因数;随着频率的增加,由于温升形成的氧化膜降低了微凸体接触界面的抗剪强度,从而使摩擦因数降低;磨损体积随着载荷和频率的增大均呈增大的趋势,磨痕呈现为典型的粘着磨损和氧化磨损机制。

新型多功能微细电火花加工机床及应用

微细电火花加工是微机电系统制造技术中最关键的技术手段之一。这里综述了当前国外生产厂家和研究机构的已经商品化和正在研制中的几种微细电火花加工机床的构成、功能、技术要点和典型应用 。

微细电火花线切割加工表面的支承与润滑特性

针对微细电火花线切割加工表面的微观特殊形貌,研究了该加工表面的支承特性和润滑性能,对微细电火花线切割加工的工程应用具有重要的参考价值.应用截面的二值图求得截面积,绘制微细电火花线切割加工表面的表面支承面积率曲线,应用MATLAB的PDETOOL工具箱得出微细电火花线切割加工单个微坑内的油膜压力场.结果表明,微细电火花线切割加工表面的峰谷分布比较规则,在支承面积率tp=49.228%时,水平截距c=8%,当tp=80%时,c=23.2%;微细电火花线切割加工表面的峰区材料体积增加迅速,表面具有较好的支承特性;表面越粗糙,表面的支承性能越差,而核心区液体滞留性越好;微坑储存润滑油,显著改善了加工表面的润滑状况;接触表面在油膜压力作用下接触均匀,对冲击压力有缓冲作用,提高了微细电火花线切割加工表面的耐磨性能.

多尺度微结构对铝合金表面疏水性能的影响

利用微铣削技术和电火花复合技术在铝合金表面加工微沟槽阵列结构。通过改变沟槽阵列凸台宽度,获得具有不同粗糙度因子的一级结构。采用不同脉宽参数对微沟槽阵列表面进行加工,获得具有不同粗糙度因子的二级结构。对具有不同粗糙度表面的疏水性能进行观测,并对其疏水机理进行分析。结果表明:在本征接触角为50°的铝合金表面,微铣削技术构建的单尺度微结构实现了铝合金表面从亲水向疏水的转变,微铣削-电火花复合加工的多尺度结构实现了铝合金表面的超疏水性能。在二级结构粗糙度恒定的基础上,随着一级沟槽凸起宽度的增大,铝合金表面的疏水性呈线性减小的趋势。当一级结构一定时,复合加工后的铝合金表面接触角随二级结构表面粗糙度的增加先增大后减小。水滴与一级结构的接触状态为Cassie与Wenzel之间的一种过渡状态,与二级微米级陨石坑结构的接触状态为Wenzel状态,与二级纳米级结构的接触状态为Cassie-Baxter状态。

薄镍板上Meso尺度结构的电火花线切割

研究了利用常规电火花线切割技术加工薄镍板微小结构的方法。利用慢走丝电火花线切割加工机床对厚度为0.6mm镍板上的Meso尺度结构进行了加工试验。以机床现有的工艺条件对零件进行试切割,对试切割后的尺寸精度和表面质量进行测量分析,在此基础上通过对放电能量、冲液压力、切割速度等机床参数的调整改进加工工艺。探讨了在200μm缝宽范围内进行多次切割的方法,并对切割次数进行合理优化、合并。试验结果表明:慢走丝线切割加工对小于机床设定厚度的薄板Meso尺度结构仍可进行稳定加工;通过多次切割的方法可提高表面质量。在200μm窄缝范围内进行5次常规切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.54μm;在保证表面质量的前提下,将5次切割合并为3次切割,加工后的表面粗糙度值Ra为0.62μm,加工时间缩短了30%左右。该技术可为电火花线切割加工其他材料薄板微小零件提供支持与参考。

微细电火花线切割加工技术的研究

以微小复杂零件加工为目标 ,对微细电火花线切割加工技术进行了研究。开发出由微小能量脉冲电源、循环低速走丝系统、加工状态检测与控制系统、微进给伺服控制机构等构成的微细电火花线切割加工系统 ,并进行了工艺试验研究。分析了电参数对加工性能的影响 ,探讨了微小槽、微小异型孔及微小齿轮等零件的加工工艺。利用直径为 30 μm的电极丝 ,在厚度为 1mm的不锈钢上加工出最小宽度为 38μm的微小槽 ,其表面变质层厚度小于 2 μm ,表面粗糙度Ra≤ 0 .1μm。同时还加工出尺寸小于 0 .4mm的异型孔以及模数为 4 0 μm的微小齿轮等。

电火花线切割加工技术及其发展动向

阐述了近年来国内外电火花线切割加工技术的发展动向、电火花线切割加工技术的发展趋势以及我国电火花线切割加工领域亟待发展的关键技术。

超声调制脉冲放电对微细电火花线切割加工效率和质量的影响

为了提高微细电火花线切割加工的质量和效率,在工件上施加超声振动,用超声振动调制脉冲放电,分析研究了超声调制微细电火花放电对加工效率和质量的影响。实验研究表明:超声振动能显著增强电火花加工的蚀除能力,减少短路,大幅提高加工效率和稳定性,改善加工质量。

基于电火花线切割加工的微细阵列电极加工

介绍了微细阵列电极的应用情况及其电火花线切割加工的特点。以硬质合金为材料,采用电火花线切割加工方法进行了微细阵列电极的加工实验,总结出了不同加工因素对加工结果的影响规律。

微细电火花线切割加工伺服运动控制卡设计及实现

设计了一套精密伺服运动控制卡,该卡利用DSP作为控制系统的核心,采用了不完全微分PID控制器,并针对压电陶瓷电机低速运动时具有不固定死区特性,进行了自适应死区逆补偿,以实现对压电陶瓷电机进行精确控制。实验结果表明,此伺服运动控制卡能满足微细电火花线切割加工的伺服控制要求。

电火花线切割加工连杆裂解槽技术研究

针对汽车连杆裂解槽加工的难题,提出了一种电火花线切割加工的全新工艺方法。分析了裂解槽的工艺参数要求,详细阐述了电火花线切割加工裂解槽的实现方案和获得高质量裂解槽的保证措施。研究了电源参数对切槽速度的影响,发现裂解槽底部微裂纹对裂解加工的重要影响,并提出微裂纹主动控制的新思路。最后,分析了单边裂开和发生断丝现象的原因,并成功进行了裂解加工验证试验。

发动机连杆裂解应力槽加工技术研究

对发动机连杆裂解应力槽的加工方法和工艺参数进行了对比分析,介绍了裂解应力槽切割技术的重要性。对应用于切槽技术的机械拉削加工法、激光切割法、电火花线切割加工法进行了全面的阐述,并比较了其优缺点。指出了主动控制切割时所形成的微裂纹对后续裂解加工的重要意义。

线切割与真空热扩散焊组合工艺制备微模具

采用线切割和真空压力热扩散焊组合工艺制备了高深宽比的三维微结构。分别研究了线切割与热扩散焊工艺并获得了较好的工艺参数用于制备微模具。首先,在脉冲宽度为10μs,脉冲间隔为40μs,线切割电流为0.28A,电压为60V的条件下,对100μm厚的铜箔进行线切割,获得了多层二维微结构。然后,在热扩散温度为850℃,热扩散时间为10h,压力为1.0μPa的工艺参数作用下,对多层铜箔二维微结构进行真空压力热扩散焊接,通过多层二维微结构的叠加形成微模具,并制备了六棱台微型腔模具及微型级联齿轮模具。实验结果表明:三维微模具表面形貌较好,制作结果较理想,与设计模型基本相符。最后,通过超声模压成型分别获得了二阶和三阶的塑料级联齿轮。这些微塑件质量良好,验证了该工艺方法的可行性。