鈦合金作為一種具有優(yōu)異性能的難切削加工金屬材料,對其便捷有效的加工方法一直是科研人員關注的重點。電火花加工技術是一種沒有宏觀加工力的特種加工方法,非常適合對比強度大、耐磨性好的鈦合金材料進行加工。但鈦合金材料的低熱導率特性使其在電火花成型精加工過程中穩(wěn)定性較差且電極損耗較大。本文提出了一種通過對工具電極進行強制散熱的冷電極電火花加工方法,利用電火花加工中兩極的不對稱散熱方式強化工具電極散熱并以此達到提高鈦合金電火花加工極間冷卻、排屑及消電離作用的目的,并進一步降低工具電極損耗,達到改善鈦合金電火花成型加工穩(wěn)定性及提高工藝指標的目的,為此本文進行了以下工作:(1)設計了基于熱管高效換熱以及基于半導體PN結Peltier效應的冷電極結構,對兩種類型冷電極性能進行了對比分析,最終使用半導體制冷片型冷電極實現(xiàn)了電極溫度的有效控制。設計了基于放電電流檢測的電火花單脈沖放電檢測控制系統(tǒng),為研究鈦合金冷電極電火花放電特性奠定了良好基礎。(2)對比分析了冷電極與常規(guī)電極放電時電壓、電流波形,研究表明冷電極放電時存在明顯的通道熱量補償階段。建立了冷電極放電通道模型,闡述了冷電極壓縮放電通道機理。(3)分別采用冷電極和常規(guī)電極在相同放電條件下進行單脈沖放電試驗,分析了電極溫度對電火花放電間隙的影響以及對電極抗蝕系數(shù)影響。采用ANSYS有限元分析對極間溫度場進行了仿真,從理論上論證了冷電極低損耗的特性。(4)進行了冷電極與常規(guī)電極加工拐角精度對比試驗,證實了冷電極能縮小放電間隙,提高仿形加工的拐角精度。對冷電極和常規(guī)電極加工后工件表面微觀形貌進行了研究。(5)對冷電極電火花加工的工藝規(guī)律進行探索,分析了電極溫度,極性效應,電參數(shù)(脈寬,脈間,峰值電流)及介質(zhì)特性對冷電極電火花加工指標(材料蝕除效率,電極相對損耗)的影響并進行了優(yōu)化。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG661

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本文編號：2490644