放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工基础研究

提出一种新加工方法——放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工(简称间歇烧蚀加工)。利用极间金属材料在高压氧气间歇通入阶段产生剧烈烧蚀并将蚀除产物吹离加工区域这一特性来实现材料的高效蚀除及较低电极相对损耗率的目的,且在氧气关闭阶段进行常规电火花加工以对表面进行修整,保证了加工表面精度及质量。与火花油、水中传统加工和持续烧蚀加工的试验对比表明:在相同电参数下,间歇烧蚀加工的材料去除率较传统火花油中的电火花加工提高了4.28倍,相对电极损耗率降低了72%。通过放电波形分析了间歇烧蚀的加工机理,并基于电极对的表面微观形貌和成分分析对其加工特点进行了研究。

放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工试验研究

提出了放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工方法,通过试验研究了电参数和非电参数对加工的影响。结果表明:该加工方法适合采用正极性加工;材料蚀除率受脉宽、脉间、低压电流、气体通断时间等参数的影响较大,受液位高度和电极壁厚的影响较小;电极损耗率受上述参数的影响均较小,且保持在极低的水平。通过优化参数选取,与常规水中加工实验对比表明:放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工的材料蚀除率是常规水中不通氧加工的8.81倍,而电极相对损耗率只有其25.5%。

放电诱导可控烧蚀高效加工典型工艺方法

提出了一种以放电诱导产生可控烧蚀为基础的高效加工方式。利用大部分金属在放电诱导后表面产生活化区会与通入的氧气发生燃烧的特点,通过放电诱导,使加工表面产生活化区,并控制氧气的通入量,使加工表面金属产生可控高效烧蚀,而后通过电火花加工、电解加工、车削、铣削、磨削等工艺方法修整烧蚀表面,完善表面质量与精度。此种加工方法特别适合于钛合金、高温合金、高强度钢等难加工金属材料的加工。由于采用水溶性非可燃工作液,节能环保,不会产生有害气体及燃烧隐患,因此也是一项绿色制造技术,是机械加工领域一种全新的高效加工方法。

钛合金电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工试验研究

根据钛合金在一定温度和氧气压力条件下发生快速氧化燃烧现象,在电火花诱导放电所提供的高温热源和助燃氧气作用下,对钛合金进行电火花放电诱导可控烧蚀,同时通过车刀对形成的烧蚀及软化层进行在线机械修整,提高表面质量。对TC4钛合金进行常规电火花加工、电火花诱导可控烧蚀加工和电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工对比试验,结果表明:电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工具有加工速度快、电极损耗低等优点,并分析了氧气压力、工件转速、电极材料等对加工效果的影响。

电火花诱导可控烧蚀放电铣削实验研究

提出了一种电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工方法,在中空管状电极中间歇通入氧气,在氧气通入阶段电火花引燃金属,利用金属燃烧产生的化学能进行烧蚀加工,氧气关闭阶段进行常规电火花铣削修整,保证表面加工质量与精度。通过实验研究了极性、脉冲宽度、脉冲间隔、低压电流、氧气压力和供氧间隔等工艺规准对电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工材料蚀除率和电极相对损耗率的影响。结果表明:该加工方式适合采用正极性加工;电极相对损耗率保持较低的水平;进行粗加工时,应适当增加氧气通入时间,以增加材料蚀除率;进行精整加工时,则应减少氧气通入时间,增加电火花放电时间,以提高表面质量与精度。

电火花诱导可控烧蚀加工不对称蚀除现象研究

为了研究电火花诱导可控烧蚀加工出现的工件蚀除率高,电极相对损耗低的不对称蚀除特点,本文进行了试验研究,包括放电极性和氧气压力2个因素.结果表明:在电火花诱导可控烧蚀加工中,电火花放电使得两极能量分配不均,并在两极形成不同量的金属活化区;通入的氧气与活化区金属发生反应,释放的热能又大大加剧了这种不均衡现象,最终表现为这种不对称蚀除现象;烧蚀加工中的放电过程为氧气中的电火花放电,其蚀除材料以电子轰击作用为主;使用正极性加工对提高工件材料蚀除率,降低电极相对损耗率有重要的作用;一定的氧气压力对这种不对称效应也有促进作用.

电火花诱导可控烧蚀铣削深度对电极损耗影响的仿真研究

电火花诱导可控烧蚀铣削加工具有加工效率高、相对电极损耗低等优点。采用Fluent软件对不同铣削深度条件下,氧气流场在放电间隙中的分布状况及其对相对电极损耗率的影响进行了模拟仿真。结果表明:在放电间隙由水平转向竖直方向后,氧气流会在靠近工件的区域形成高速流动区,而在靠近电极的区域形成低速流动区,从而使相对电极损耗率降低,且该现象会随着铣削深度的增加呈先增强、后减弱的规律。该结果为实际加工中选择铣削深度提供了理论依据,并通过实验验证了该模拟结果的正确性。

电参数对钛合金放电诱导可控烧蚀车削加工的影响研究

设计了基于放电概率的诱导烧蚀电极伺服控制系统,通过优化实验,设定其放电概率为80%,并在此基础上分析了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等电参数对加工的影响。结果表明:正极性加工时,峰值电流对加工效率的影响最大。通过选取优化参数,与常规电火花车削对比表明:放电诱导可控烧蚀车削的材料加工效率是常规电火花车削的27倍,电极相对损耗仅为常规电火花车削的80%。

TC4钛合金电火花诱导可控烧蚀复合车削技术研究

利用钛合金的可燃性,在电火花诱导放电和氧气助燃作用下,提出了对TC4钛合金进行放电诱导可控烧蚀并同时通过车刀对烧蚀层和软化层进行在线机械修整的新型加工方法。建立了电火花诱导可控烧蚀复合车削加工极间双介质放电模型,分析并验证了诱导烧蚀放电极间气、液两相流电介质击穿机理。对TC4钛合金进行常规电火花车削、电火花诱导可控烧蚀车削和电火花诱导可控烧蚀复合车削对比试验,并分析了复合车削的工艺特点。结果表明,电火花诱导可控烧蚀复合车削具有加工速度快、表面质量好和电极损耗低等优点。

非导电陶瓷特种加工复合磨削技术

概述了国内外非导电陶瓷磨削加工技术的研究进展。对延性域磨削和半延展性磨削、在线电解修整磨削、电化学在线控制修整磨削等精密、超精密磨削加工技术及超声波辅助磨削、激光预热辅助磨削、机械电解电火花复合磨削、电火花磨削等特种加工复合磨削技术的原理、特点进行了分析评述。提出了非导电陶瓷的电火花诱导可控烧蚀磨削加工技术,并介绍了其加工原理、关键技术和特点。