本文關(guān)鍵詞：多孔質(zhì)電極電火花加工性能研究

  更多相關(guān)文章： 電火花加工 多孔質(zhì)電極 高溫?zé)Y(jié) 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(zhǎng)、成本高及加工效率相對(duì)偏低等缺點(diǎn),對(duì)采用多孔質(zhì)工具電極的電火花加工方法進(jìn)行了研究。多孔質(zhì)電極由毫米級(jí)粒徑的金屬顆粒經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成,通過(guò)改變燒結(jié)用模具體或端面的形狀,可方便快捷地制備出具有相應(yīng)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(jié)構(gòu)可實(shí)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(hù)放電過(guò)程穩(wěn)定,獲得較高的電火花加工效率。對(duì)多孔質(zhì)電極的快速燒結(jié)制備工藝進(jìn)行了研究,通過(guò)確定原材料、燒結(jié)用模具及燒結(jié)方式,對(duì)電極制備過(guò)程中的燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(guò)對(duì)損耗報(bào)廢后的多孔質(zhì)電極進(jìn)行燒結(jié)再制造,還可達(dá)到原材料循環(huán)再利用和降低制造成本的目的。對(duì)多孔質(zhì)電極電火花加工的基本工藝規(guī)律和加工機(jī)理進(jìn)行了研究,探討了多孔質(zhì)電極在平面、深孔、復(fù)雜型面條件下的電火花加工性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(fù)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(shí),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(duì)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(duì)加工屑分布和排出過(guò)程的影響進(jìn)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(jī)理。對(duì)多孔質(zhì)電極內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真及優(yōu)化,并利用優(yōu)化后的多孔質(zhì)電極進(jìn)行了沖液參數(shù)與加工性能關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)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(duì)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:其強(qiáng)化的極間沖液效果可有效克服難加工材料熱物性對(duì)電火花加工帶來(lái)的不良影響,使其在加工TC4時(shí)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(shí)采用較小的沖液流量和大電流時(shí),可獲得較高的加工速度。通過(guò)大量的多孔質(zhì)電極燒結(jié)制備實(shí)驗(yàn)和電火花加工實(shí)驗(yàn),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(jī)理,實(shí)現(xiàn)了大批量成型電極的快速、低成本制備,證實(shí)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(jī)理,同時(shí)也證明了多孔質(zhì)電極在難加工材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：電火花加工 多孔質(zhì)電極 高溫?zé)Y(jié) 多孔內(nèi)沖液 難加工材料
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)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(shí)現(xiàn)材料快速去除的放電加工方法13-17
• 1.2.3 復(fù)雜半開(kāi)放型腔結(jié)構(gòu)的電火花加工17
• 1.3 電火花加工現(xiàn)狀總結(jié)17-18
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.4.1 課題來(lái)源18
• 1.4.2 課題研究?jī)?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(jié)方法20-22
• 2.1.1 工具電極材料的選擇20-21
• 2.1.2 燒結(jié)多孔質(zhì)電極的模具及燒結(jié)方式的選擇21-22
• 2.2 電極體燒結(jié)制備實(shí)驗(yàn)及分析22-27
• 2.2.1 多孔質(zhì)電極燒結(jié)制備22-23
• 2.2.2 燒結(jié)溫度對(duì)多孔質(zhì)電極燒結(jié)頸的影響23-25
• 2.2.3 保溫時(shí)間對(duì)多孔質(zhì)電極燒結(jié)頸的影響25-26
• 2.2.4 燒結(jié)溫度及保溫時(shí)間對(duì)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(yàn)結(jié)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(jié)30-31
• 第三章 多孔質(zhì)電極電火花加工基本實(shí)驗(yàn)研究31-42
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)參數(shù)31
• 3.2 工件上表面加工實(shí)驗(yàn)31-35
• 3.2.1 脈間和脈寬對(duì)MRR及TWR的影響32-34
• 3.2.2 峰值電流及紫銅顆粒尺寸對(duì)MRR的影響34-35
• 3.3 深孔加工性能實(shí)驗(yàn)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(duì)比實(shí)驗(yàn)37-39
• 3.4 半封閉復(fù)雜型面加工性能實(shí)驗(yàn)39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 多孔質(zhì)電極電火花加工機(jī)理研究42-59
• 4.1 多孔質(zhì)電極電火花加工極間流場(chǎng)仿真42-47
• 4.1.1 極間流場(chǎng)建模和數(shù)學(xué)模型42-44
• 4.1.2 極間流場(chǎng)分布及蝕除產(chǎn)物運(yùn)動(dòng)規(guī)律仿真結(jié)果44-46
• 4.1.3 基于仿真結(jié)果的實(shí)驗(yàn)研究46-47
• 4.2 多孔質(zhì)電極內(nèi)部流場(chǎng)仿真與優(yōu)化47-53
• 4.2.1 電極內(nèi)部流場(chǎng)建模48-49
• 4.2.2 電極內(nèi)部流場(chǎng)仿真結(jié)果49
• 4.2.3 內(nèi)部流場(chǎng)仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究49-50
• 4.2.4 基于仿真結(jié)果的電極優(yōu)化50-53
• 4.3 沖液對(duì)電火花加工性能的影響53-58
• 4.3.1 試驗(yàn)裝置及方法53-54
• 4.3.2 分布式內(nèi)沖液對(duì)脈沖間隙作用的替代能力54-55
• 4.3.3 不同沖液流量對(duì)電火花加工性能的影響55-58
• 4.4 本章小結(jié)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(duì)多孔質(zhì)電極MRR的影響60-62
• 5.2.2 電參數(shù)對(duì)多孔質(zhì)電極TWR的影響62-64
• 5.2.3 半封閉復(fù)雜型面加工性能實(shí)驗(yàn)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(duì)MRR的影響65-66
• 5.3.2 電流對(duì)加工性能的影響66-67
• 5.3.3 沖液對(duì)加工性能的影響67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周錫榮,唐紹裘;納米陶瓷的燒結(jié)方法[J];山東陶瓷;2004年04期

2 向小莉;趙萬(wàn)生;顧琳;;集束電極的CAD/CAM軟件開(kāi)發(fā)及制備[J];電加工與模具;2012年03期

3 趙萬(wàn)生;顧琳;徐輝;李磊;向小莉;;基于流體動(dòng)力斷弧的高速電弧放電加工[J];電加工與模具;2012年05期

4 劉志東;凌加健;陳文安;王祥志;;放電誘導(dǎo)可控?zé)g及電火花修整成形加工試驗(yàn)研究[J];電加工與模具;2013年05期

5 康新婷;遲煜，

本文編號(hào)：701926