本文關鍵詞：多孔質(zhì)電極電火花加工性能研究

  更多相關文章： 電火花加工 多孔質(zhì)電極 高溫燒結 多孔內(nèi)沖液 難加工材料

【摘要】：為克服傳統(tǒng)電火花加工工具電極制備周期長、成本高及加工效率相對偏低等缺點,對采用多孔質(zhì)工具電極的電火花加工方法進行了研究。多孔質(zhì)電極由毫米級粒徑的金屬顆粒經(jīng)高溫燒結而成,通過改變燒結用模具體或端面的形狀,可方便快捷地制備出具有相應三維形狀或底部型面的多孔質(zhì)電極。多孔質(zhì)電極利用其分布式多孔結構可實現(xiàn)三維的大流量多孔內(nèi)沖液,可降低極間蝕除產(chǎn)物濃度,從而改善極間放電狀態(tài)并維護放電過程穩(wěn)定,獲得較高的電火花加工效率。對多孔質(zhì)電極的快速燒結制備工藝進行了研究,通過確定原材料、燒結用模具及燒結方式,對電極制備過程中的燒結溫度、保溫時間等工藝參數(shù)進行了實驗研究,制備得到了能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定電火花放電加工用的多孔質(zhì)電極。通過對損耗報廢后的多孔質(zhì)電極進行燒結再制造,還可達到原材料循環(huán)再利用和降低制造成本的目的。對多孔質(zhì)電極電火花加工的基本工藝規(guī)律和加工機理進行了研究,探討了多孔質(zhì)電極在平面、深孔、復雜型面條件下的電火花加工性能。實驗結果表明:與傳統(tǒng)電極相比,采用內(nèi)沖液的多孔質(zhì)電極在平面上的加工效率略低,但在深孔及復雜型面等工況下的加工能力卻大幅提高,特別是在深孔加工時,可采用不抬刀方式加工,其加工速度幾乎不受加工深度的影響。采用有限元法,對加工液在多孔質(zhì)電極體內(nèi)的分布規(guī)律及內(nèi)沖液對加工屑分布和排出過程的影響進行了仿真分析,證明多孔內(nèi)沖液可將極間蝕除產(chǎn)物沿一定通道快速排出加工區(qū)域,極間蝕除產(chǎn)物濃度得以快速降低,從而初步揭示了多孔質(zhì)電極的加工機理。對多孔質(zhì)電極內(nèi)部流道結構進行了仿真及優(yōu)化,并利用優(yōu)化后的多孔質(zhì)電極進行了沖液參數(shù)與加工性能關系的實驗研究,結果顯示多孔質(zhì)電極不僅可采用大占空比加工獲得較高的加工效率,而且沖液具有降低極間蝕除產(chǎn)物濃度和干擾等離子體弧柱的雙重作用,從而使其材料去除率隨沖液流量的增大呈現(xiàn)雙峰值特征。對難加工材料鈦合金TC4和鎳基高溫合金GH4169的多孔質(zhì)電極電火花加工進行了實驗研究。結果表明:其強化的極間沖液效果可有效克服難加工材料熱物性對電火花加工帶來的不良影響,使其在加工TC4時不僅可獲得較高的加工效率,工具電極損耗率也較小,在加工鎳基高溫合金GH4169時采用較小的沖液流量和大電流時,可獲得較高的加工速度。通過大量的多孔質(zhì)電極燒結制備實驗和電火花加工實驗,較為全面地研究了多孔質(zhì)電極制備方法及其電火花加工性能和加工機理,實現(xiàn)了大批量成型電極的快速、低成本制備,證實了多孔質(zhì)電極在惡劣加工環(huán)境中具備高效的材料去除能力,初步揭示了多孔質(zhì)電極電火花加工的機理,同時也證明了多孔質(zhì)電極在難加工材料領域具有廣闊的應用前景。
【關鍵詞】：電火花加工 多孔質(zhì)電極 高溫燒結 多孔內(nèi)沖液 難加工材料
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG661
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析9-17
• 1.2.1 電火花成型電極的快速制備9-13
• 1.2.2 實現(xiàn)材料快速去除的放電加工方法13-17
• 1.2.3 復雜半開放型腔結構的電火花加工17
• 1.3 電火花加工現(xiàn)狀總結17-18
• 1.4 課題研究內(nèi)容18-20
• 1.4.1 課題來源18
• 1.4.2 課題研究內(nèi)容18-20
• 第二章 多孔質(zhì)電極的制備20-31
• 2.1 工具電極材料及燒結方法20-22
• 2.1.1 工具電極材料的選擇20-21
• 2.1.2 燒結多孔質(zhì)電極的模具及燒結方式的選擇21-22
• 2.2 電極體燒結制備實驗及分析22-27
• 2.2.1 多孔質(zhì)電極燒結制備22-23
• 2.2.2 燒結溫度對多孔質(zhì)電極燒結頸的影響23-25
• 2.2.3 保溫時間對多孔質(zhì)電極燒結頸的影響25-26
• 2.2.4 燒結溫度及保溫時間對多孔質(zhì)電極體收縮率的影響26-27
• 2.3 多孔質(zhì)電極電火花加工試驗結果與分析27-29
• 2.4 多孔質(zhì)電極的再制造29-30
• 2.5 本章小結30-31
• 第三章 多孔質(zhì)電極電火花加工基本實驗研究31-42
• 3.1 實驗裝置與實驗參數(shù)31
• 3.2 工件上表面加工實驗31-35
• 3.2.1 脈間和脈寬對MRR及TWR的影響32-34
• 3.2.2 峰值電流及紫銅顆粒尺寸對MRR的影響34-35
• 3.3 深孔加工性能實驗35-39
• 3.3.1 深孔下抬刀策略36-37
• 3.3.2 加工不同深度的工件對比實驗37-39
• 3.4 半封閉復雜型面加工性能實驗39-40
• 3.5 本章小結40-42
• 第四章 多孔質(zhì)電極電火花加工機理研究42-59
• 4.1 多孔質(zhì)電極電火花加工極間流場仿真42-47
• 4.1.1 極間流場建模和數(shù)學模型42-44
• 4.1.2 極間流場分布及蝕除產(chǎn)物運動規(guī)律仿真結果44-46
• 4.1.3 基于仿真結果的實驗研究46-47
• 4.2 多孔質(zhì)電極內(nèi)部流場仿真與優(yōu)化47-53
• 4.2.1 電極內(nèi)部流場建模48-49
• 4.2.2 電極內(nèi)部流場仿真結果49
• 4.2.3 內(nèi)部流場仿真結果與實驗研究49-50
• 4.2.4 基于仿真結果的電極優(yōu)化50-53
• 4.3 沖液對電火花加工性能的影響53-58
• 4.3.1 試驗裝置及方法53-54
• 4.3.2 分布式內(nèi)沖液對脈沖間隙作用的替代能力54-55
• 4.3.3 不同沖液流量對電火花加工性能的影響55-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第五章 難加工材料的多孔質(zhì)電極電火花加工性能59-69
• 5.1 鈦合金、鎳基高溫合金屬性及其可加工性59-60
• 5.2 鈦合金多孔質(zhì)電極電火花加工60-65
• 5.2.1 電參數(shù)對多孔質(zhì)電極MRR的影響60-62
• 5.2.2 電參數(shù)對多孔質(zhì)電極TWR的影響62-64
• 5.2.3 半封閉復雜型面加工性能實驗64-65
• 5.3 鎳基高溫合金多孔質(zhì)電極電火花加工65-68
• 5.3.1 加工方式對MRR的影響65-66
• 5.3.2 電流對加工性能的影響66-67
• 5.3.3 沖液對加工性能的影響67-68
• 5.4 本章小結68-69
• 第六章 總結與展望69-71
• 6.1 總結69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-77
• 附錄: 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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5 康新婷;遲煜，

本文編號：701926