钛合金电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工试验研究

根据钛合金在一定温度和氧气压力条件下发生快速氧化燃烧现象,在电火花诱导放电所提供的高温热源和助燃氧气作用下,对钛合金进行电火花放电诱导可控烧蚀,同时通过车刀对形成的烧蚀及软化层进行在线机械修整,提高表面质量。对TC4钛合金进行常规电火花加工、电火花诱导可控烧蚀加工和电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工对比试验,结果表明:电火花诱导可控烧蚀及车削修整复合加工具有加工速度快、电极损耗低等优点,并分析了氧气压力、工件转速、电极材料等对加工效果的影响。     

非导电陶瓷特种加工复合磨削技术

概述了国内外非导电陶瓷磨削加工技术的研究进展.对延性域磨削和半延展性磨削、在线电解修整磨削、电化学在线控制修整磨削等精密、超精密磨削加工技术及超声波辅助磨削、激光预热辅助磨削、机械电解电火花复合磨削、电火花磨削等特种加工复合磨削技术的原理、特点进行了分析评述.提出了非导电陶瓷的电火花诱导可控烧蚀磨削加工技术,并介绍了其...     

放电诱导可控烧蚀高效加工典型工艺方法

提出了一种以放电诱导产生可控烧蚀为基础的高效加工方式。利用大部分金属在放电诱导后表面产生活化区会与通入的氧气发生燃烧的特点,通过放电诱导,使加工表面产生活化区,并控制氧气的通入量,使加工表面金属产生可控高效烧蚀,而后通过电火花加工、电解加工、车削、铣削、磨削等工艺方法修整烧蚀表面,完善表面质量与精度。此种加工方法特别适合于钛合金、高温合金、高强度钢等难加工金属材料的加工。由于采用水溶性非可燃工作液,节能环保,不会产生有害气体及燃烧隐患,因此也是一项绿色制造技术,是机械加工领域一种全新的高效加工方法。     

气雾介质放电诱导烧蚀成形加工技术研究

利用氧气与水产生雾化工作介质,使金属与间歇通入极间的气雾介质发生烧蚀,以获得较高的材料去除率。在氧气关闭阶段,则通过内冲液对烧蚀表面进行电火花加工修整,去除烧蚀产生的氧化层,在提高蚀除效率的同时,获得较好的表面质量(简称冲液雾化烧蚀)。分析了该加工方法的极间放电状态及微观加工过程,并以Cr12工件进行成形加工实验,与常规水中电火花加工及间歇通氧烧蚀加工进行对比,结果表明:冲液雾化烧蚀加工的材料去除率比间歇通氧烧蚀加工提高近1.45倍,比常规水中电火花加工提高约9.59倍;电极质量相对损耗比间歇通氧烧蚀加工增加约45%,比常规水中电火花加工减少近50%;加工表面比间歇通氧烧蚀加工更光整,表面微观形貌与常规水中电火花加工更接近,且无明显烧蚀重熔颗粒。     

汽车变速器齿轮高精度磨齿机床研究

面向汽车变速器行业对高精度齿轮的需求,开发一种蜗杆和成型砂轮复合磨削的双工件主轴磨齿机床。该机床具备全自动更换刀具和全自动装卸被加工齿轮功能,可使用通用修整器同时修整蜗杆砂轮和成形砂轮;采用双工件主轴结构,节省了上下料装载时间,加工效率大幅提升,比单主轴效率高出30%左右;在合适的粗磨和精磨砂轮颗粒的作用下,蜗杆砂轮和成形砂轮磨削的结合使磨削时间减少了50%左右;自带齿轮检测设备,能够在线检测齿轮磨削加工量是否达到加工工艺要求,实现了齿轮磨削高效、高精度、节能环保加工。     

能量逐次递减电火花放电诱导烧蚀修整加工研究

针对电火花诱导烧蚀加工在获得高蚀除效率的同时对加工表面形成的不利影响,提出了能量逐次递减烧蚀修整加工的方法。采用等差数列的方法减小加工参数进行烧蚀加工,结果表明:按等差数列选取加工参数的烧蚀深度呈近似等比例降低趋势,表面质量获得较大的提高。实验中,在获得加工表面粗糙度值为Ra3.083μm的同时,得到485.5 mm3/min的平均加工效率,是同等加工表面质量电火花车削(3.22 mm3/min)的150倍。实现了在保障获得较好表面质量的同时,保持较高蚀除效率的目的。     

气液混合功能电极电火花诱导烧蚀高效铣削研究

提出了气液混合功能电极电火花诱导烧蚀铣削加工方法,并进行了针对Cr12的铣削试验,与常规电火花铣削进行对比和分析,发现气液混合烧蚀铣削的加工效率可达96.3 mm3/min,而常规电火花铣削的加工效率仅为6.4 mm3/min.从工件表面微观形貌、能谱及成分分析等方面进行研究,解释了加工效率高的原因.最后研究了不同加工参数下,气液混合功能电极电火花诱导烧蚀铣削加工效率的工艺规律.     

WC涂层球面电火花机械磨削复合加工技术研究

为保证耐磨球阀在恶劣的工作环境中具有较长的寿命,其内芯球体表面通常会喷涂合金材料,从而使其具有耐高温、耐高压、耐磨损等特性,也因此导致采用传统机械磨削方式对其加工时效率低下。针对该问题,提出了电火花机械磨削复合加工方法,阐述了其加工机理。通过实验分析了电火花机械磨削复合加工过程的工艺参数与加工效果之间的关系,结果表明:峰值电流、电压、脉冲宽度等参数对复合加工过程的工艺结果具有较明显的影响。     

超声电火花复合加工钛合金表面质量研究

采用电火花加工及超声电火花复合加工的方法对TC4钛合金进行了加工实验,分析了小电参数下两种加工方法中脉宽和峰值电流对表面粗糙度的影响,研究表明超声电火花复合加工可有效地降低零件表面粗糙度值.通过扫描电镜对零件表面形貌的分析和重熔层厚度的观测以及零件表面X射线衍射分析,表明采用超声电火花复合加工钛合金零件可获得较好的表面质量.     

金属球阀合金球面电火花机械复合磨削加工新方法

耐高温（≥500℃）、高硬度（≥62 HRC）、耐磨损是大型金属球阀内芯合金球体的特性,球体表面必须进行硬化处理。通常,在球阀球体表面喷WC或镍基合金等高硬度涂层材料,其表面硬度≥62 HRC,但使用传统机械磨削方法加工效率极低。在分析电火花机械复合加工原理的基础上,设计了适用于高硬度回转球面精密磨削加工的方法,并设计制作了一种专用复合工具电极和专用夹具,通过使用青铜结合剂金刚石砂轮的复合工具电极来实现合金球体表面的电火花机械复合磨削加工。     

Machining characteristics of magnetic force-assisted EDM

The gap conditions of electrical discharge machining (EDM) would significantly affect the stability of machining progress. Thus, the machining performance would be improved by expelling debris from the machining gap fast and easily. In this investigation, magnetic force was added to a conventional EDM machine to form a novel process of magnetic force-assisted EDM. The beneficial effects of this process were evaluated. The main machining parameters such as peak current and pulse duration were chosen to determine the effects on the machining characteristics in terms of material removal rate (MRR), electrode wear rate (EWR), and surface roughness. The surface integrity was also explored by a scanning electron microscope (SEM) to evaluate the effects of the magnetic force-assisted EDM. As the experimental results suggested that the magnetic force-assisted EDM facilitated the process stability. Moreover, a pertinent EDM process with high efficiency and high quality of machined surface could be accomplished to satisfy modern industrial applications.     

超声振动磨削放电复合加工SiCp／Al试验研究

针对SiCp／Al的加工,提出一种超声振动磨削放电复合加工的方法．从加工效率、加工稳定性及表面质量等方面与电火花加工进行了对比试验研究。分析了两种加工方法的脉冲宽度和峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响,结果表明：电火花加工的表面粗糙度平均值为尺04．5μm,超声振动磨削放电复合加工的表面粗糙度平均值为Ra2μm：超声振动磨削放电复合加工的稳定性比电火花加工好,但加工速度较低。通过扫描电镜对两种加工方法下零件表面形貌和重熔层进行了观测,对试件表面进行了X射线衍射分析,表明采用超声振动磨削放电复合加工SiCp／Al复合材料可获得较好的表面质量。     

绝缘工程陶瓷的特种加工技术

针对用机械磨削方法加工绝缘工程陶瓷存在成本高、效率低和工件表面易产生微裂纹等问题，国内外学者开展了大量的研究工作，并取得了较大的研究进展。概述了绝缘工程陶瓷的激光加工、超声加工、电火花加工、等离子弧切割等特种加工技术，并对这些加工技术的原理、特点和应用状况等进行了分析评述。     

Machining performance on hybrid process of abrasive jet machining and electrical discharge machining

To develop a hybrid process of abrasive jet machining (AJM) and electrical discharge machining (EDM),the effects of the hybrid process parameters on machining performance were comprehensively investigated to confirm the benefits of this hybrid process.The appropriate abrasives delivered by high speed gas media were incorporated with an EDM in gas system to construct the hybrid process of AJM and EDM,and then the high speed abrasives could impinge on the machined surface to remove the recast layer caused by EDM process to increase the efficiency of material removal and reduce the surface roughness.In this study,the benefits of the hybrid process were determined as the machining performance of hybrid process was compared with that of the EDM in gas system.The main process parameters were varied to explore their effects on material removal rate,surface roughness and surface integrities.The experimental results show that the hybrid process of AJM and EDM can enhance the machining efficiency and improve the surface quality.Consequently,the developed hybrid process can fit the requirements of modern manufacturing applications.     

基于磁力研磨加工的法兰类零件表面质量的试验研究

管道、管件或器材连接处所使用的法兰盘在加工时因其内表面会产生微裂纹、褶皱等缺陷,导致使用寿命下降。用传统的抛光工艺难以实现对法兰盘管内表面的光整加工,使用磁力研磨加工工艺却可以很好地解决这一难题。通过对XK7136C数控铣床的主轴进行改造而成的研磨试验平台,其磁极主轴在给定数控程序的走刀路径下,带动侧面开槽的磁极进行转动,从而实现磁性磨粒对法兰盘管内表面光整加工的目的。对磁研磨法加工法兰盘管内表面的原理及磁性磨粒的受力情况进行了的分析,试验结果表明:法兰盘零件弯管内表面经过研磨后,原有的表面质量明显改善,表面粗糙度的值由3.46μm降低到1.18μm,验证了磁力研磨对法兰盘管内表面的光整加工效果良好。     

小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展

磁力研磨加工是提高小孔内表面质量的一种重要光整技术,利用该技术能高效提升小孔类零部件在极端环境下的使役性能。针对小孔内表面的磁力研磨光整加工,按其发展历程对磁力研磨加工技术进行总结,归纳了磁性磨粒研磨、磁针磁力研磨、液体磁性磨具研磨、超声辅助磁力研磨和电解磁力复合研磨等加工方法的技术特点,并分析评述了其局限性。对磁力研磨加工过程中材料去除机理进行了研究,材料主要以微量切削与挤压、塑性变形磨损、腐蚀磨损、电化学磨损等方式去除,材料种类不同,去除机理也不同。其中,硬脆性材料主要以脆性断裂、塑性变形和粉末化的形式去除;塑性材料在经历滑擦阶段、耕犁阶段和材料去除阶段后主要以切屑的形式去除。此外,还对磁力研磨加工过程中的材料去除模型进行了研究,对单颗磁性磨粒材料去除模型和“磁力刷”材料去除模型进行了分析讨论。最后,对磁力研磨加工技术今后的研究发展给出了建议并进行了展望。     

提高电火花加工效率的工艺探讨

根据模具企业多年的电火花加工实践经验，就提高电火花加工效率进行了综合探讨。具体从电火花加工工艺、电火花加工机床的调整、电火花加工操作3个方面作了充分阐述，对提高电火花加工质量有重要指导作用。     

聚晶金刚石表面加工质量对比试验研究

为解决聚晶金刚石(PCD)表面加工成型和抛光难题,提高PCD加工效率和表面加工质量,采用电火花粗、精放电加工工艺及金刚石砂轮磨削加工工艺对PCD表面进行加工,并采用SEM、EDS、XRD和Raman等观察分析不同加工方式下PCD的表面形貌、表层组织及结构,对不同加工方式下PCD的显微硬度和耐磨性进行测试,考察不同加工方式对PCD表层微结构与力学性能的影响。结果表明:电火花加工后PCD表面会发生金刚石石墨化,而机械磨削加工后则不会;电火花精加工后PCD的显微硬度和耐磨性分别是5 613 HV 10和Q 5.8×104,机械磨削加工后则分别是5 727 HV 10和Q 5.4×104,二者相比变化不大,而电火花粗加工后的则是4 604 HV 10和Q 4.7×104,性能降低明显。同时提出放电加工后PCD表面变质层的概念,并讨论其变质层产生的原因。      

放电诱导雾化烧蚀深型孔加工技术研究

为提高常规电火花深型孔加工的稳定性及工艺指标,提出了一种新的深型孔加工方法——放电诱导雾化烧蚀加工技术。采用"水基-氧气"高压气雾介质作为放电介质,对烧蚀燃烧反应具有冷却、抑制和分散放电作用,有效降低了烧蚀能量,保证了加工的平稳性。另外,放电间隙中分散的熔融金属与气雾介质的氧气继续充分燃烧,气雾介质吸收释放的能量而迅速气化,产生的爆炸效果对蚀除产物的排出有巨大的促进作用,蚀除产物呈现喷发式排出。因此,放电诱导雾化烧蚀深型孔加工技术不断引入了新的能量,并解决了排屑的难题。在本试验条件下,对于边长为4.4mm的方孔,加工深度可达70 mm以上,材料蚀除率约为内冲液电火花加工的5.45倍,电极质量相对损耗降低了82%。