电火花数控仿铣加工成形规律的研究

对电火花数控仿铣加工成形规律进行了研究，分析了加工间隙的规律和对工具电极轨迹进行间隙补偿的必要性以及放电面积的计算方法。     

工艺参数对TC4钛合金电解加工速率及加工质量的影响

目的 研究工艺参数对TC4钛合金电解加工速率及加工质量的影响。方法 采用三因素三水平的正交试验方法,通过实验研究了频率、占空比及加工间隙对加工速度及加工质量的影响规律,对正交试验结果进行了F检验,对加工参数的显著性进行了分析。采用激光共聚焦显微镜表征工件表面形貌及测量工件表面粗糙度。建立了电解液内流场数值仿真模型,获得了电解加工过程中加工区域电解液流动的规律。结果 本研究中电解加工频率及加工间隙对电解加工材料去除量的影响显著,占空比对材料去除量的影响不显著,在加工间隙为0.2 mm、加工频率为100 Hz的条件下,材料去除量最大,为0.261 g,表面粗糙度最低,为0.484 μm。降低加工间隙或提高加工频率,均有利于提高材料去除量,降低工件表面粗糙度。电解加工区域内的电解液流速分布规律与电解加工区域加工深度具有较好的一致性。结论 电解加工频率及加工间隙对电解加工速率及电解加工质量均有较大的影响,在实际加工过程中,应减小加工间隙,提高加工频率,以提高电解加工速率,降低加工表面粗糙度。加工区域内,电解液流速分布的均匀性对工件加工表面的均一性有一定影响,应合理设计夹具,以提高加工区域内电解液流速均匀性,从而提升加工表面均一性。     

内外冲液组合式的短电弧铣削加工间隙流场仿真

为进一步改善短电弧铣削加工间隙排屑情况,采用内外冲液组合式,通过Fluent对其进行仿真分析,得到了流场压力、速度和蚀除颗粒分布规律。分析不同冲液方式、冲液压力和电极转速对极间间隙流场特性的影响规律,并进行单因素试验。以MRR、TWR为评价指标,找出短电弧铣削加工性能的最佳参数。     

微细电解铣槽加工参数对微槽加工精度的影响

采用微细电解加工方法在3J21合金横梁上进行微槽的铣削加工,主要研究了脉冲幅值、脉冲频率、脉冲宽度等加工参数对微槽的侧壁间隙波动误差、底部间隙波动误差、侧壁角度、底部圆角尺寸的影响规律。通过优化加工参数,可将微槽的宽度误差和槽底厚度误差控制在3μm以内,侧壁角度在90~96°之间,底部圆角半径小于17μm。     

微小孔加工质量和效率的控制系统稳定性分析

根据对电火花加工原理以及进给系统的分析,可知放电间隙是影响微小孔加工质量的重要因素,可靠地控制放电间隙是提高微小孔加工质量和效率的关键。为了更好地控制放电间隙,分析放电间隙的控制规律,应用模糊理论,设计了电火花加工控制系统的模糊控制器。并运用李雅普诺夫稳定性理论,对控制系统的稳定性进行了分析,并进行了验证。结果表明：该系统是稳定性且可行的。     

加工间隙内电解产物对微细电解加工的影响分析

微细电解加工时,由于间隙微小,生成的电解产物因难以从加工区域中移除而降低了加工速度甚至中断加工.为保证加工的持续进行,利用工具电极作间歇快速回退是移除间隙内的电解产物、更新电解液的有效途径之一.论文研究分析了间歇回退加工情况下电解产物移除速率对加工速度的影响,结果表明:加工速度并不随加工间隙的减小而单调增大,实际加工速度存在极限值(极大值).为兼顾加工效率和加工精度,应以与之对应的间隙值作为实际加工间隙.     

脉冲电化学光整加工的间隙特性

通过理论分析脉冲电化学光整加工中的间隙与电解液流速之间的关系,并通过系统地实验研究,探讨了加工间隙和流速对表面质量的影响规律.研究结果表明:合理控制加工间隙对保证较高的电解液流速和较好的加工表面质量极为重要;在优选的工艺参量下,可快速获得优质表面.以1Crl8Ni9Ti试件为例,在优化参数下,1～2s内将表面粗糙度值为Ral.6μm的原始表面加工成Ra0.04μm的镜面.显然,目前在脉冲电化学光整加工上的研究为该技术更好地满足现代制造业中高表面质量产品实际应用的需要打下基础.     

电火花成型加工蚀除位移控制方法的研究

通过对电火花成型加工放电蚀除规律的分析，提出了一种符合实际应用的控制策略，在粗加工情况下，以控制间隙电压稳定为主要目标，加工位移作为观测量；在精加工情况下，只要选取合适的分析周期，使在分析周期内的加工位移小于工件的加工精度，则仍以控制间隙电压稳定为主要目标，加工位移作为观测量，当加工位移与理想位移最接近时，停止加工。采用上述控制方式有效地避免了由于间隙电压与加工位移之间的耦合关系而导致的控制系统复杂性。该系统软件结构简单、实用，具有很强的工程应用价值，通过与传统控制方法的运行结果进行对比，结果表明机床的加工效率显著提高。     

小孔径内壁螺旋形结构电解加工试验研究

以小孔内壁为加工对象,设计螺旋型刃阴极,研究电解加工小孔径内壁螺旋形结构成形规律。分析了小孔径内壁螺旋槽电解加工成形基本理论,设计并制作了螺旋形阴极;基于ANSYS软件进行电场仿真,分析不同加工间隙和电压时的电场分布情况;利用FLUENT软件分析不同初始加工间隙时的流场分布情况,通过流场分析优化了阴极结构,解决了由于存在涡流现象导致加工质量差的问题;通过正交试验分析各参数对加工结果的影响规律。采用优化参数加工所得螺旋槽最大深度为0.672 mm,误差为0.017 mm,表明数控电解加工小孔径内壁螺旋形结构切实可行。     

微细电化学加工的自适应进给控制系统

为实现微细电化学加工间隙的精确控制，达到稳定间隙乃至恒间隙加工，对加工间隙进行建模，提出并实现一种微细电化学加工进给自适应控制系统。采用嵌入式控制器结合专用集成电路的控制结构，设计软硬件实现间隙控制系统与加工实验装置，分别利用酸、碱电解液进行加工实验，实现了400、600 μm的微小孔。实验结果表明：设计的微细加工自适应控制系统与实验装置能够保证稳定加工间隙，满足微细加工工艺要求。     

微小回转结构微细电火花线切割加工工艺研究

在分析微细电火花线切割加工回转结构所需工艺条件的基础上,搭建了循环往复走丝微细电火花线切割回转结构加工系统,进行了方电极和微细金字塔阵列结构的微细电火花线切割加工基础实验。在加工过程中,根据切割厚度对微细金字塔阵列结构加工精度的影响,设计加工了阶梯型工件进行分析验证,总结了切割厚度对放电间隙补偿的影响规律。     

复合进给对锥形孔电解加工过程的影响

为提高锥形孔加工精度,采用圆锥阴极复合进给的电解加工工艺方案,首先分析了阴极复合进给对加工间隙流场的影响,从促进加工间隙电解产物的排出及优化间隙流场的角度证明了复合进给能有效提高电解加工精度。基于自主研制的复合进给电解加工装置系统进行了工艺试验,研究了复合进给参数对锥形孔孔径及锥度的影响。最后,采用优选的工艺参数加工出的锥形孔能满足现有喷油嘴锥形孔的加工要求,且加工过程稳定。     

GCr15轴承钢脉冲电化学光整加工实验研究

对GCrl5轴承钢的脉冲电化学光整加工进行了实验研究，重点讨论了加工间隙、电流密度、脉冲参数、电解液浓度、加工温度等主要工艺参数对加工表面质量的影响规律。研究结果表明：用脉冲电化学光整加工技术加工GCrl5轴承钢能取得很好的效果，在轴承滚道光整加工中具有良好的应用前景。     

镜面火电花加工射流方式的研究

通过对工作液中加入粉末微粒后的电炎花加工极间隙流场进行数值模拟和传真，提出了新型射流方式，使粉末微粒在间隙流场中分布更均匀，提高了放电点在间隙流场中的分布均匀度，有利于实现镜面电火花加工。     

加工间隙对电火花加工质量影响的分析

在电火花加工中要降低各种干扰因素的影响,确保加工质量和稳定的加工过程,放电间隙的一致性是非常重要的一个技术指标。详细分析了影响放电间隙状态变化的因素,提出了维持放电间隙大小一致性的相应措施,对进一步改善电火花加工质量具有一定的参考价值。     

电火花放电辅助化学加工间隙实验研究

面向航空发动机涡轮叶片热障涂层Zr O2陶瓷绝缘材料的加工,开展了不同加工间隙对加工稳定性及效率影响的实验研究。采用CCD图像在线观测微观接触的对准电极方法,实现了加工间隙测量给定精度可控±1μm,进而在特定工艺参数下实验研究了加工间隙的评价和优化,利用工件表面离子溅射镀膜和Matlab图像处理技术实现蚀除量分析,得出了稳定加工时材料最大蚀除量的最佳加工间隙范围,为电火花放电辅助化学加工工艺优化提供了依据。     

短电弧铣削加工间隙的放电特性研究

针对短电弧铣削加工过程中出现的电弧响应速度慢、频繁短路、拉弧等与间隙放电特性有关的问题,采用对加工间隙进行放电波形采集、提取、分析以及对间隙放电状态进行分类的方法,进行间隙放电特性的研究。实验结果直观地反映了不同放电状态下间隙放电波形和加工效果的差异,为改善加工效果提供了参考。     

电极运动阻力及其对电火花加工的影响

利用流体力学原理对电火花加工中电极运动所受阻力进行了分析与计算,通过给定参数下的理论计算,揭示了加工面积、放电间隙等参数对电极运动阻力的影响规律,指出了电极受到较大运动阻力是造成大面积电火花精加工困难的原因之一,并给出了减小电极运动阻力、实现大面积电火花精加工的有效途径。     

电火花加工间隙流场的三维仿真研究

间隙流场中加工屑的分布是影响火花放电频率和放电点分布的重要因素,并直接关系到加工速度与加工精度,对间隙流场中加工屑分布情况进行研究是提高加工速度、加工精度的重要途径之一.该研究在对间隙流场中工作液和加工屑的运动进行理论分析的基础上,建立间隙流场的三维仿真模型,进行电极上下往复运动过程中间隙流场和加工屑运动的仿真计算,验证实验的结果证明了仿真方法的正确性.     

槽起始段有不同斜率产品的电解加工

通过对槽起始段具有不同斜率产品的电解加工特点进行分析,设计了一种不同加工间隙的新式阴极头,并制定了相关的加工工艺.应用该阴极头和加工工艺对产品进行了电解加工,达到了预期效果.加工出的槽起始段可有不同的斜率.