發(fā)布時(shí)間：2021-08-01 23:55

　　氣體介質(zhì)電火花加工具有對(duì)加工環(huán)境友好、工具電極損耗低、白層和熱影響層較薄、放電凹坑直徑大深度小等特點(diǎn),被業(yè)界認(rèn)為將來(lái)可作為新型的電火花加工技術(shù)�；谏鲜鰞�(yōu)點(diǎn)及氣中電火花加工放電通道擴(kuò)展迅速、能量密度集中于放電通道形成初期的分析,本文提出高頻窄脈寬電源適合于氣中電火花精加工,并開(kāi)展了氣中電火花加工高頻脈沖電源的研究。由于氣體介質(zhì)物化特性不同于傳統(tǒng)的液體介質(zhì),因此電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)與氣體間隙放電特性相符。為此,本文首先針對(duì)氣體放電間隙作為電源負(fù)載的特性進(jìn)行研究,并依據(jù)極間放電波形的分析結(jié)果提出了電源設(shè)計(jì)指標(biāo),完成了氣體介質(zhì)電火花加工脈沖電源的研制。本文的研究有助于深入了解窄脈寬下氣體介質(zhì)電火花加工性能,促進(jìn)氣體介質(zhì)電火花加工機(jī)理的研究及加工性能的改善。本文的主要研究?jī)?nèi)容:首先,基于氣體放電理論,并結(jié)合氣體放電加工實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,利用電路仿真軟件LTspice創(chuàng)新性地建立了氣體介質(zhì)放電間隙的等效電路模型,從理論上建立加工條件與放電波形的關(guān)系。利用該模型分別在矩形脈沖電源和RC電源模式下不同參數(shù)對(duì)放電波形的影響進(jìn)行了仿真研究,得到了加工參數(shù)的適合范圍與不同電源模式對(duì)放電的影響。仿真發(fā)現(xiàn)了最小維持電流... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氣中電火花加工原理示意圖

不存在擊穿延時(shí)，但也可以認(rèn)為是有效放電。這對(duì)制定氣體介質(zhì)電火花加工電源脈沖控制針對(duì)暫態(tài)電弧的抑制方法具有一定指導(dǎo)意義。圖1-2 氣中電火花加工準(zhǔn)爆炸模式示意圖[13]國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的改進(jìn)或使用復(fù)合加工技術(shù)提高了對(duì)氣中電火花加工性能。如 P. Govindan 和 S. Joshi[14,15]等人通過(guò)在電極周圍增加圍欄和脈動(dòng)磁場(chǎng)輔助，來(lái)限制放電通道的擴(kuò)展，以提高材料去除率。磁場(chǎng)輔助下加工精度和表面質(zhì)量也都都有所提高，如圖 1-3 所示。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)石油大學(xué)劉永紅[16]提出了引入霧化去離子水作為工作介質(zhì)的高速氣霧電火花加工，該介質(zhì)冷卻能力和介電常數(shù)較高，對(duì)加工表面質(zhì)量和材料去除率等工藝指標(biāo)均有積極影響。山東大學(xué)白雪[17]對(duì)混粉準(zhǔn)干式電火花加工進(jìn)行了研究，混粉增大了放電間隙，使排屑條件得到了改善，從而減少了短路放電，提高了加工速度，但失去了氣體介質(zhì)環(huán)境友好的特點(diǎn)。臺(tái)灣學(xué)者林嚴(yán)成[18]結(jié)合磨料射流加工、超聲振動(dòng)輔助和氣體介質(zhì)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文- 4 -圖1-3 氣中電火花加工圍欄示意圖[14]圖1-4 復(fù)合加工方式原理圖[18]Eckart Uhlmann[19]分別在氧氣、氬氣和去離子水介質(zhì)中進(jìn)行了微小孔電火花加工對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。在加工結(jié)果和極間檢測(cè)信號(hào)分析兩方面對(duì)介質(zhì)對(duì)電火花加工的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在采用實(shí)驗(yàn)探究的優(yōu)化參數(shù)下，氧氣的加工時(shí)間最短，加工0.7mm厚的 Si3N4-TiN 陶瓷僅需 3.8s，僅為去離子水中加工時(shí)間的三分之一。但電極損耗和小孔開(kāi)口直徑誤差相比其他兩種介質(zhì)較高。通過(guò)檢測(cè)間隙電壓、電流波形以及主軸伺服位置發(fā)現(xiàn)，相比于去離子水，氧氣中擊穿放電發(fā)生的非�？欤踔翛](méi)有足夠的時(shí)間使開(kāi)路電壓上升到設(shè)定值，間隙電壓較小，減小了伺服位移距離，有利于提高放電率，從而提高材料去除率，介質(zhì)為去離子水和氧氣時(shí)間隙電壓電流概況如圖 1-5 所示。a) 去離子水 b) 氧氣圖1-5 介質(zhì)為去離子水和氧氣時(shí)間隙電壓電流概況[19]瑞士學(xué)者 Macedo、Wiessner.M 等[20]人采用等離子診斷技術(shù)對(duì)不同條件下的干式電火花加工進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用點(diǎn)狀陰極時(shí)，無(wú)論峰值電流、電極材料和陽(yáng)極形狀如何變化，都會(huì)形成陽(yáng)極主導(dǎo)的放電。同時(shí)這些參數(shù)的變化對(duì)等離子通道內(nèi)的?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]氣體介質(zhì)電火花加工間隙特性及伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 王運(yùn)航.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于單脈沖實(shí)驗(yàn)的氣中電火花溫度場(chǎng)模型建立及仿真研究[D]. 郭晨皓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]碳化硅MOSFET應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 陸玨晶.南京航空航天大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3316475