金属钨小孔电火花–电解复合能场加工工艺研究

钨具有一系列优良的物理化学性能,可以满足航天材料的性能要求,已广泛应用于卫星、飞机及航空发动机等设备的一些关键部件。在使用传统加工技术制造零件时,加工过程通常受到零件和刀具界面处发热、弹性和塑性变形、高刀具磨损率及工件材料特性改变等问题的限制。电火花加工(EDM)技术是导电材料最有效的加工工艺之一,但对于金属钨小孔的制造,现有的电火花加工工艺可靠性和加工效率仍无法满足加工需求。提出在具有一定电导率的盐溶液下电火花–电解复合能场加工金属钨小孔的方法,分析加工时材料去除的机理,该方法利用电解作用在工具电极端产生氢气并形成气膜,促进两极之间等离子体放电通道的快速形成。开展了加工工艺优化试验,分析不同参数对加工特性的影响规律。在脉冲宽度3μs、脉冲间隙20μs、峰值电流14.17A、工作液浓度18 g/L的NaNO_(3)电解液下获得了高效率高质量的金属钨小孔。

复合材料电极微细电火花加工表面微沟槽结构

表面微沟槽结构广泛应用于国防、电池反应堆、集成电路等领域。由Cu箔、CuSn合金箔和Sn箔三类材料构成的Cu-Sn复合材料微电极,可在工件表面获得具有复杂断面轮廓的微沟槽,故提出了Cu-Sn复合材料微电极的制备工艺并将其应用于表面微沟槽结构的微细电火花加工,建立了复合材料微电极的损耗模型,通过实验分析了复合材料微电极电火花磨削成形的过程。以上述研究为基础,采用厚度0.1 mm的Cu箔、厚度0.1 mm的均质CuSn合金箔和厚度0.3 mm的Sn箔制备复合材料微电极,并在180 V加工电压、26μs脉冲宽度和11μs脉冲间隔的作用下,对复合材料微电极进行电火花磨削成形并将其应用于Ti-6Al-4V的微细电火花加工。结果表明:Ti-6Al-4V表面获得了两种类型的微沟槽阵列结构,从而验证了所提工艺的可行性。

微细群电极的电火花超声复合反拷加工技术

针对LIGA制作微细群电极工艺复杂、价格昂贵的缺点,提出微细群电极的电火花超声复合反拷加工技术.根据微细电火花放电的机理,利用微细群孔放电反拷来制作微细群电极.基于微细群电极反拷电加工时圆柱电极不能旋转的特点,在加工中复合了超声振动,并在理论分析的基础上,系统地研究超声振动对微细群电极反拷电加工的影响.得到一系列3×3的微细群电极和由这些群电极制作的微细群孔,单电极直径小于30μm,长径比大于10,表面光洁,有很好的同轴度.

电火花加工SiCp/Al复合材料微细孔的技术研究

使用μ-spark2000机床对SiCp/Al复合材料进行电火花加工微细孔的工艺实验,分析了开路电压、电容、电极材料与加工速度和电极损耗之间的关系,总结了开路电压和电容对加工精度和表面粗糙度的影响规律,并成功加工出53μm的微细阵列孔。

聚晶金刚石、陶瓷等不导电材料的电解电火花复合加工新技术

聚晶金刚石、聚晶立方氮化硼、陶瓷等切削加工很困难，通常的电加工方法则因这些材料不导电也很难加工。本文提出了一种新的电解电火花复合加工方法，可在不导电材料上高效加工出较大面积的型腔和较深的孔，并对其工作原理、特点和应用作了叙述。

微小孔电火花电解复合加工关键技术研究

针对发动机关键零件精密群小孔加工中易形成的再铸层和微裂纹问题,进行了电火花电解复合加工研究。筛选复合加工工作液,优化复合加工电压,采用侧壁绝缘电极及软质导向器,使电火花加工在去除工件材料方面发挥主导作用,电解效应在提高表面质量、降低重熔层方面发挥辅助作用,以达到电火花加工-电解效应综合平衡。

微细电解加工及其复合加工技术

结合近几年微细电解加工技术的发展状况,阐述了常规微细电解加工技术、微细电火花电解复合加工技术、微细超声电解复合加工技术、微细激光电解复合加工技术等方面的最新研究进展,研究表明微细电解加工及其复合加工技术是实现难加工材料或具有复杂特殊结构微细金属零件的理想加工制造方法。

UV-LIGA与微细电火花加工组合制造微细电解阵列电极

采用UV-LIGA与微细电火花加工组合技术制造大长径比微细阵列电极.先通过UV-LI-GA技术制作微细群孔工具电极,然后通过电火花套料加工制作大长径比微细阵列电极.选取优化的工艺参数:前烘110℃保持12h;三步后烘50℃保持5min、70℃保持10min、90℃保持30min;采用谐振式电火花电源,电压200V、峰值电流1.5A、脉宽3.2μs、脉间6.4μs、放电间隙12μm等,制备了直径85μm、长1.5mm,长径比达17.65的微细阵列电极.最后用制作出的微细阵列电极作为工具电极进行微细电解加工实验,在120μm厚不锈钢板上电解加工出直径150μm、形状均匀的微细阵列群孔结构.实验证明:UV-LIGA与微细电加工组合制造技术是一种可行的制作高深宽比微结构的方法;利用微细阵列电极进行电解加工,能实现高效和高精度加工.

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。

电火花电解机械复合加工新方法探索

根据难加工材料高温合金磨削粘附严重、磨削温度高等特点,探索一种新的电火花电解机械复合加工方法。文中提出了新方法的加工原理,探讨了其试验装置和脉冲电源,并进行了实验验证。

低电阻率单晶硅电火花/电解复合切割加工表面完整性研究

电火花线切割加工方法被引入单晶硅加工技术领域,使低电阻率掺杂硅片的放电切割成为可能。以表面完整性作为突破口,采用基于复合工作液的高速走丝电火花电解复合切割方法,对低电阻率(0.01-1Ω.cm)单晶硅片的切割效率、表面质量和切割厚度等技术指标进行了试验研究。试验结果表明,通过合理选择电规准和工作液等相关工艺参数,最大切割效率可达600 mm2/min,切割厚度可小于120μm,与低速走丝电火花线切割加工相比显著减少表面热影响区和有害金属元素残余,为该项技术的进一步推广应用提供了重要的理论和实践参考依据。

工作液对电解电火花复合加工工艺效果影响的试验研究

提出难加工材料打孔的一种新电解电火花复合加工试验方法。然而,目前对电解电火花复合加工的机理和工艺缺乏深入的研究,对工艺参数影响复合作用工艺效果的规律缺乏全面了解。从钛合金材料打孔工作液的选择以及工作液对工艺效果影响入手,以寻求合适的电解电火花复合加工工作液。试验结果表明,合理选择工作液组分、浓度,并配合电参数,可实现高效低损耗打孔。孔侧面间隙均匀,但比电火花打孔大。

电解电火花机械磨削复合加工非导电硬脆材料的研究

陶瓷等硬脆材料具有许多金属材料无法比拟的优点，但加工性能很差。本文论述了对此类材料进行电解电火花机械磨削复合加工的机理、方法，所使用的设备，及其加工效率和加工表面质量等。

电极的电沉积制备技术及其在微细电火花深孔加工中的应用

微细电火花深孔加工中电极的损耗变形严重影响了加工精度。分析了造成电极形状失真的原因,提出了增强电极侧面抗电蚀能力的方法,通过复合电镀技术,在电极侧面电沉积Cu-ZrB2复合镀层,制成的复合电极在电火花机床上加工深孔,结果表明,Cu-ZrB2复合镀层提高了电极的抗电蚀能力,该方法能够有效地保证电极端面的等损耗,减小加工孔的锥度。

工艺参数对电火花电解复合加工过程的影响规律

采用电火花电解(EDM/ECM)复合加工方法进行割缝加工时,加工效率和割缝宽度作为评价复合加工割缝的两个重要指标,但在实际加工过程中往往难以同时达到要求。使用自行研制的水包油工作液,利用单因素法探究电火花电解复合加工时工艺参数(电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极盘转速)对复合加工效果的影响规律,并通过正交实验分析不同工艺参数对电火花电解复合加工的影响程度,确定最佳工艺参数组合。最终通过正交试验,综合考虑加工效率及缝宽这两个评价指标选择缝宽最优1(A1B1C3D1),即确定工艺参数组合电流40A,脉冲间隙10μs,电极盘转速400r/min,脉冲宽度44μs为水包油工作液复合加工的最优参数。

三维微结构微细电火花和电解组合加工实验研究

提出一种微三维结构的微细电火花和微细电化学组合加工工艺,利用三维伺服扫描微细电火花加工快速去除三维型腔材料和微细电解铣削加工形成高精度和高质量三维型腔轮廓表面的互补优势,实现三维微结构的高效率和高精度加工。该组合加工工艺可在同一台微细电加工装置上进行。以在四方体型腔内形成设计尺寸为400μm×400μm×180μm四棱柱结构的加工为例,实验加工出尺寸为410μm×406μm×181μm的四棱柱结构,加工材料的去除速度分别为微细电火花加工31 182μm3/s,微细电解加工11 017μm3/s,得到了加工效率和加工精度的优化组合。

水溶性电火花电解复合加工工作液的制备及其对割缝效果的影响

割缝筛管是机械防砂的重要设备,试验采用电火花电解复合加工的新方法对割缝筛管进行加工。针对传统的水基工作液加工效率低,而常用的煤油闪点低,安全性差等缺点,试验研制了一种新型电火花电解复合加工水溶性工作液。采用正交试验确定最佳基础工作液,并添加爆破剂蔗糖、电解质等,研究对复合加工的影响规律,并与机油加工的效果进行对比。结果表明,在温度为30℃的条件下,纯水、聚乙二醇400及三乙醇胺的比例为m(水)∶m(聚)∶m(三)=11∶11∶3时,基础工作液10%(质量分数)稀释液性能最优。在其基础上加入35g蔗糖,1g NaNO3和0.25gNaCl可以得到最佳的加工效果。与机油加工工作液相比表面粗糙度减小,加工效率降低且缝宽有所增加,清洁性与安全性提高。

Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔试验研究

针对Ti60单一电火花、电解加工微小孔时,电火花加工后微小孔表面存在再铸层及电解加工效率较低的问题,提出了电火花-电解双电源复合加工方法,并利用自制的电火花-电解双电源复合加工装置,进行了Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔的实验研究。研究结果表明:通过调节电火花-电解双电源的加工参数可以有效地提高加工效率及微小孔加工表面质量。

SiC_p/Al复合材料电火花加工技术研究现状及发展

介绍电火花加工SiCp/Al复合材料的研究现状,提出电火花加工SiCp/Al复合材料技术的研究方向,介绍哈尔滨工业大学电火花加工SiCp/Al复合材料的的研究进展。结果表明,电火花加工SiCp/Al复合材料具有广阔的研究前景,为SiCp/Al复合材料在微细结构加工方面应用提供了技术基础。

超声复合微细电火花加工机理与试验

微结构电火花加工短路、断路或电弧放电作用,降低加工效率及精度。提出将超声频振动与微细电火花加工复合,利用电极与工件之间的超声频相对运动,产生规则的、参数可控的微细脉冲放电;构造、完善超声复合微细电火花试验系统,进行微结构超声复合电火花加工试验,有效避免短路、断路及电弧脉冲,有效提高加工精度与效率。