發(fā)布時間：2021-06-06 08:05

　　電火花加工技術(shù)在高硬度、高彈性、高粘性、脆性導電材料加工中應用廣泛。普通電火花加工中,加工速度增大會引起表面粗糙度增大、重鑄層增厚、表面微裂紋增多等問題,還需后續(xù)處理,影響加工效率。介質(zhì)中混粉在一定程度上能有效減少集中放電,在大電流加工時獲得較好的表面質(zhì)量,但提高混粉濃度時,介質(zhì)流動性變差,容易沉積在加工表面影響正常放電。為了解決以上問題,本文在工具電極加載超聲,利用超聲高頻振動加快極間介質(zhì)循環(huán),從而改善極間放電環(huán)境,提高混粉電火花加工效率、表面質(zhì)量。首先,通過理論分析不同的放電形式、混合介質(zhì)的擊穿特性、添加粉末對放電過程的影響以及超聲對電火花加工的影響。分析表明:介質(zhì)中混入粉末、空氣時更容易擊穿,增大了放電間隙,減小了電極與工件之間的寄生電容;超聲的擾動加快了極間介質(zhì)循環(huán),振動增大了介質(zhì)有效擊穿范圍,有利于提高放電效率,超聲空化提高了電蝕物拋出效率,保持極間良好的放電環(huán)境;并依據(jù)試驗要求,利用ANSYS軟件設(shè)計了工具電極超聲振動裝置。其次,以TC4合金為工件,設(shè)計了 7水平單因素與5水平5因素中心復合試驗。通過單因素對比試驗發(fā)現(xiàn):混粉介質(zhì)中大電流（16A～20A）、大脈寬（70μs～... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超聲振動工作液電火花加工[48]

中北大學位論文7圖1-1超聲振動工作液電火花加工[48]Figure1-1EDMofultrasonicvibrationworkingfluid[48]鄒純[49]在工件上加載豎直超聲進行仿真與試驗，研究豎直超聲對放電間隙介質(zhì)的作用機理，如圖1-2所示。結(jié)論顯示，在較小間隙中工作介質(zhì)流速較大，工作液壓力增大，有利于加工屑的排除。圖1-2工件超聲振動復合電火花加工[49]Figure1-2Workpieceultrasonicvibrationcompositeelectricdischargemachining[49]張尹哲[50]在超聲電火花加工盲孔試驗中發(fā)現(xiàn)，超聲振動成倍提高了孔加工效率，加工深度較大時，仍能保持良好放電狀態(tài)。宋夕超[51]在分析強化層時發(fā)現(xiàn)，附加超聲的加工表層致密性更好，氣孔少，硬度、耐磨性能均有顯著提高，通過EDS分析Ti和C元素含量較高。1.6TC4鈦合金加工研究現(xiàn)狀（1）TC4合金傳統(tǒng)加工

中北大學位論文12加工表面微裂紋比較多。連續(xù)放電容易對機床電子元件產(chǎn)生損壞，因此要避免拉弧發(fā)生。2.1.3電蝕除機理及影響因素放電瞬間，電極表面較大的電流密度產(chǎn)生大量熱能，極間放電通道瞬間溫度高達7000℃以上[59]，工件材料放電點受高溫氣化、熔化，極間介質(zhì)隨即受熱膨脹氣化并產(chǎn)生大量氣泡，氣泡破裂產(chǎn)生的爆炸力[60]將熔融金屬瞬時拋出：wLreptt（2-1）式中p——放電爆炸力最大值；β——Cp/Cv的積分函數(shù)，Cp為定壓比熱，Cv為定容比熱；——工作液密度（kg/m3）；tr——放電脈沖前延時間（s）；tf——放電脈沖寬度（s）；WL——單位放電柱上的能量（J）。放電過程中，由于是多物理場共同作用，熔融物的排除過程較為復雜。如圖2-1所示，氣泡在形成初期極間壓力增大，隨著氣泡的膨脹，內(nèi)部壓力減小，作用在熔池表面的壓力減小，因而熔池爆裂，部分熔融物被拋出。圖2-1熔融物蝕除機理[61]Figure2-1Melterosionmechanism[61]如圖2-2所示，放電過程中高速電子、正離子以及高溫高壓的金屬蒸汽射流對工件材料也產(chǎn)生沖蝕作用，而低沸點的工具電極產(chǎn)生的金屬射流較強[61]。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]TC4鈦合金超聲混分電火花加工裝置設(shè)計與試驗研究[D]. 丁磊.中北大學 2019
[2]超聲磁場復合輔助電火花盲孔加工研究[D]. 張尹哲.中北大學 2019
[3]鈦合金小孔微細電火花加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張利.廈門大學 2018
[4]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]. 王運航.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[5]微細電火花混粉加工微孔探索性研究[D]. 王啟建.大連理工大學 2018
[6]工件豎直超聲振動對電火花加工間隙流場的影響研究[D]. 鄒純.中北大學 2018
[7]超聲振動工作液復合電火花加工基礎(chǔ)工藝的研究[D]. 亓立.大連理工大學 2017
[8]鈦合金Ti-6Al-4V混粉電火花加工與表面改性研究[D]. 趙林.山東理工大學 2017
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本文編號：3213961