超声磨料混粉电火花复合加工的研究

阐述了超声磨料混粉电火花复合加工基本原理和基本设备 ,在试验研究的基础上对加工参数进行详细的讨论 。

TiN陶瓷超声振动辅助混粉电火花加工实验平台设计

氮化钛陶瓷材料广泛应用于航空航天行业。由于传统机械加工氮化钛存在刀具损耗现象、常规电火花加工陶瓷材料的效率低,提出了超声振动辅助混粉电火花加工氮化钛的方法,并搭建实验平台验证其可行性。首先,利用ABAQUS有限元分析软件对超声振动系统进行模态分析,并利用振幅测量仪和阻抗分析仪对超声主轴进行性能测试;接着,利用Fluent流仿真软件对混粉颗粒循环系统进行油箱流场仿真分析;最后,分别采用超声振动辅助混粉电火花加工、普通电火花加工、超声振动辅助电火花加工及混粉电火花加工四种方式加工盲孔并进行对比试验。结果表明:超声振动辅助混粉电火花加工氧化钛的表面粗糙度最低、材料去除率最高、加工表面质量得到改善。

基于BP神经网络的超声磨料混粉电火花加工模型

由于超声磨料混粉电火花加工是一个复杂的过程,难于建立精确的加工理论模型。应用BP神经网络实现了超声磨料混粉电火花加工的模型建立,并通过该模型对超声磨料混粉电火花加工试验研究的零件表面粗糙度和加工速度进行了预测,预测结果与实际试验数据有较好的一致性,可用于指导实际超声磨料混粉电火花加工。

电极超声复合混粉电火花加工TC4试验研究

为了提高电火花加工TC4合金的加工效率、表面质量,在混粉电火花加工的基础上设计了一套工具电极超声振动装置。以工件去除率MRR和表面粗糙度Ra为工艺指标设计了Box-Behnken试验,应用响应面法建立了加工参数与工艺指标之间的二次回归模型,分析了加工参数对工艺指标的影响;通过对比试验,得出电极超声振动使混粉电火花加工去除率平均值提高了29%;粗糙度Ra值降低22%。对去除率及表面粗糙度进行了多指标优化,参数最优组合为:电极直径为4mm,峰值为20A,脉冲间隔为39μs,铝粉浓度为15.3(g·L^-1)。试验表明:在大脉冲环境下,电极超声混粉电火加工花仍能获得较好的表面质量。

电极超声振动复合混粉电火花加工试验研究

为了探究工具电极超声振动在混粉电火花加工中的作用,设计了一套可调谐振频率的工具电极超声振动装置。用TC4合金作为工件材料,工件去除率和表面粗糙度作为指标,分别实施了常规混粉电火花加工和超声混粉电火花加工正交试验,通过极差和方差对试验结果进行分析。结果表明,工具电极超声振动能加快粉末颗粒在加工间隙的流动性从而避免粉末颗粒沉积引起的短路和拉弧放电,提高了加工的稳定性,去除率比常规混粉电火花加工提高了30%,表面粗糙度也有所改善。

工件附加超声混粉电火花复合加工试验研究

为了探究在混粉电火花加工中,将超声施加于工件对加工效果的影响,在成型电火花机床的基础上自行设计了一套工件附加超声的混粉电火花加工装置。并对TC4钛合金分别使用普通混粉电火花和超声混粉电火花进行加工,利用正交试验法通过极差分析确定两种加工方式的最优参数,通过对比试验,综合分析两种加工方式的试验结果。研究表明,在混粉电火花加工TC4钛合金过程中,将超声附加在工件上,加工时间减少了10%,表面粗糙度减少了15%,研究结果为实现TC4钛合金高效高质量的加工提供了参考。

喷丝板超声波电火花磨料三元复合加工

针对普通电火花小孔加工中表面粗糙度较差的缺点 ,提出了一种超声波电火花磨料复合加工方法 。

混粉电火花加工SiCp/Al复合材料的工艺研究

为解决常规机械方法难以高精度加工SiCp/Al复合材料的问题,采用混粉电火花加工方法,成功加工出平均表面粗糙度值为Ra0.682μm的50mm圆平面,并总结出混粉电火花加工SiCp/Al复合材料的工艺规律,形成了一套较完整的加工工艺电参数,证明了混粉电火花加工SiCp/Al复合材料是完全可行的,在传统切削加工SiCp/Al复合材料方法之外开辟了一条新的加工途径,并为SiCp/Al复合材料的应用开辟了更广阔的应用领域。

超声辅助混粉电火花加工7Cr13Mo钢试验研究

目的 利用超声辅助混粉电火花加工(Ultrasonic-assisted Powder Electrical Discharge Machining,US-PMEDM)对7Cr13Mo钢进行表面改性研究。方法用US-PMEDM和传统电火花加工(Electrical Discharge Machining,EDM)对7Cr13Mo钢分别进行表面改性研究。采用扫描电子显微镜(SEM)对试样表面的表面形貌和重凝层进行分析,用TR200粗糙度测量仪和FM800型显微硬度仪分别测量加工试样的粗糙度和表面硬度。结果和常规电火花加工相比,US-PMEDM加工表面更加平整,裂纹减少。随着脉冲宽度的增加,放电凹坑变得大而浅,当脉冲宽度增加到120μs时,裂纹数量增加。随着峰值电流的增加,US-PMEDM重凝层的连续均匀性变差,但随着脉冲宽度的增加,重凝层更加致密、均匀,与基体结合良好,厚度增加到10.30μm以上。US-PMEDM加工表面粗糙度随脉冲宽度和峰值电流的增加均增加,与电火花加工相比,相同放电参数下,其表面粗糙度降低,最大降低40%左右。随着峰值电流的增加,US-PMEDM的显微硬度增加,随脉冲宽度的增加,其显微硬度先增加后降低。与电火花加工相比,US-PMEDM的显微硬度提高约50%。结论用超声辅助混粉电火花复合加工改善了放电环境,使表面质量和表面硬度均得到提高。

SiCp/Al基复合材料的混粉电火花加工工艺实验

利用混粉电火花加工方法对SiCp/Al基复合材料进行了工艺实验。着重研究了在SiCp/Al基复合材料加工中不同工艺条件尤其是电参数、铝粉粉末对加工效果的影响规律,积累了一定量的工艺数据,形成了一套完整的工艺方案。

超声振动辅助混粉电解电火花加工工艺研究

提出了一种使用超声振动辅助混粉电解电火花铣削加工硬脆性非导电材料的方法。通过对高硼玻璃进行超声振动作用下的混粉电解电火花铣削加工实验,研究了超声振动对电解电火花铣削加工表面质量的影响规律。结果表明:采用超声振动辅助混粉电解电火花加工,可获得较好的表面质量。

基于信噪比和灰关联度的TC4超声混粉电火花研究

由于TC4钛合金是一种难加工材料,采用传统机械方法难以加工,采用超声混粉电火花对其进行工艺优化研究。在正交实验基础上,利用信噪比和灰关联度两种分析方法,对超声混粉电火花加工中,脉冲宽度、脉冲间隔、间隙电压、峰值电流和超声振幅对表面粗糙度、加工时间和侧面间隙的影响进行分析,从而得到最优参数组。验证实验结果表明,使用信噪比和灰关联度相结合的优化方法对于解决多目标优化问题具有积极意义,使电火花加工TC4钛合金的加工时间减小9.87%,表面粗糙度减小11.66%,侧面间隙减小7.05%。

SiCp/Al混粉电火花加工温度场仿真研究

由于金属基复合材料SiCp/Al中含有SiC颗粒,对其进行加工时容易出现各种表面质量问题。在电加工加工时,由于加工过程中熔化的Al会附着在脱落的SiC颗粒上飞溅至极间,易引起频繁的短路和拉弧,使表面粗糙度变差。与通常的电火花加工方法相比,混粉电火花加工方法具有更大的放电间隙且放电分散,并且相比于普通的粉末,碳纳米管粉末具有更稳定的悬浮属性,会使放电更稳定,有利于提高放电加工表面质量。为明确混粉的加入对放电蚀除的影响,对SiCp/Al混粉电火花温度场进行了建模仿真研究。结果表明:混粉会使分配到工件的能量显著减小,且浓度越高影响越大;混粉也会导致等离子体通道直径增加,且浓度越高直径越大,从而使热流密度减小。以上两点导致单次蚀除量减小。