旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理

为了研究旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理,文中进行单点间隙放电、单点接触放电和旋转电极连续放电试验,对放电过程中两极之间的电压和电流波形进行了采集和分析. 结果表明,在一定的电压和间隙条件下,电极与基体之间的介质能够被击穿出现间隙放电现象. 接触放电现象主要包括短路放电和间隙放电两个阶段. 旋转电极沉积/堆焊过程中电极与基体的接触状态复杂多变,放电过程中既存在非接触放电现象,也存在接触放电和短路放电现象,其中大部分是接触放电现象.     

旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响

为了研究旋转电极接触力对电火花沉积放电过程参数和材料转移的影响,进行了不同接触力下的电火花自动沉积试验.分析了不同接触力下的各种放电波形的数量、放电脉冲的平均电压和电流等放电参数、电火花沉积的转移效率和沉积效率、沉积层的表面形貌和截面形貌、表面粗糙度等.结果表明,接触力的变化影响了旋转电极电火花自动沉积过程中各种放电类型的数量和比例.随着接触力的增大,接触放电比例逐渐减少而短路放电比例逐渐增加,放电脉冲的平均电压和平均功率逐渐下降而平均电流逐渐上升.接触力对电火花沉积的转移效率和沉积效率影响较大,对表面粗糙度影响不大.接触力为1～2 N时,自动沉积过程中的接触放电比例较高,转移效率和沉积效率也较高.在旋转电极电火花自动沉积过程,接触放电引起的材料转移量明显高于短路放电引起的材料转移量.     

电化学放电加工电压-电流特性的研究

电化学放电加工机理主要是火花放电的热蚀与高温下化学腐蚀的共同作用.加工过程中状态信息的及时获取对电化学放电加工的精确控制具有重要意义.通过对电化学放电加工过程中电压-电流特性的研究,用实验结果分析了电压-电流与工具电极反应面积之间的关系,得出与工具电极反应面积匹配的最佳电压,为电流信号成为电化学放电加工监视信号提供了理论基础.     

固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极放电行为的影响

采用恒电流充放电法、交流阻抗法、循环伏安法研究了固液空间比对粘结式Ni(OH)2电极放电行为的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了电极的表面形貌.结果表明:在单位面积活性物质载量一定的条件下,电极较厚,则活性物质颗粒之间的间隙较多;随着固液空间比的不断下降,Warburg扩散区的扩散速度加快,但电极的充电效率降低,放电容量减少,活性物质利用率减小,电荷转移电阻增大,填充密度增大到一定程度时,液相传质已经不容忽略.     

电火花放电微细电极振动的测量与研究

利用电火花铣削进行大深度、大体积的三维型腔加工,需预留足够的电极长度以对损耗的电极进行补偿。在电极直径较小的情况下,较大长度的电极会使电极刚度降低,放电产生的作用力等因素的影响将无法忽略,直接导致电极末端位置误差增大,影响加工精度。围绕电极放电力对微细电极振动的影响,进行了测量及研究。采用显微镜和高速相机的组合观测微细空心电极在单脉冲放电作用下的振动情况,以获得其振幅大小;在实验基础上分析峰值电流和脉宽参数组合的变化对电极振幅的影响。     

小电流放电维持时间的稳定性研究

揭示了小电流条件下放电存在着状态转化、通道振荡等现象 ,讨论了这些现象与电极损耗的关系以及开路电压对放电通道稳定性的影响     

单晶硅电火花铣削电极损耗研究

提出了一种以电火花加工技术对半导体硅材料进行铣削加工的方法,分别进行了单晶硅和45钢的电火花铣削加工,发现铣削单晶硅的电极体积相对损耗仅为0.41%,而45钢达到9.22%.针对此现象,从蚀除机理、放电间隙以及放电电流的爬坡特性方面对单晶硅放电加工特性进行了研究,并解释了其电极损耗低的原因.最后研究了不同加工规准下,单晶硅电火花铣削加工电极相对损耗的工艺规律.     

超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工放电状态检测系统

在分析了超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工的放电状态基础上,利用电阻分压对间隙电压进行采样,并选用C8051F340芯片进行数据处理,应用芯片内部可编程电压比较器对间隙电压进行比较,然后将数据通过USB口传送给上位机.试验结果表明,检测系统工作正常,性能良好,能满足使用要求.     

小电流放电维持时间的稳定性研究

揭示了电流条件下放电存在着状态转化,通道振荡等现象,讨论了这些现象与电极损耗的关系以及开路电压对放电通道稳定性的影响。     

电沉积金刚石线锯装置的研制

电沉积金刚石线锯制作工艺简单、沉积层与基体结合强度高,在超硬晶体切片加工领域具有广阔应用前景。基于电沉积技术的基本原理,分析电极材料沉积到基体表面并发生冶金结合的过程,设计制备金刚石线锯的装置:分析沉积方式和介质对沉积层的影响,确定旋转电极、气体介质的设计方案;用电极与基体间平均电压检测放电状态,据此调节电极与基体的距离,使电极处于电火花放电状态。以此装置电沉积线锯,发现:其运行可靠,可在φ0.4 mm不锈钢丝上沉积金刚石磨粒。      

Simulation model of debris and bubble movement in consecutive-pulse discharge of electrical discharge machining

Debris concentration and bubble volume fraction in the bottom gap between the electrode and workpiece affect the state of consecutive-pulse discharge and the efficiency of electrical discharge machining (EDM). Thus, the mechanisms of debris and bubble movement during consecutive-pulse discharge should be elucidated. However, these mechanisms have not been fully understood because of debris and bubble movement in the machining gap are difficult to simulate and observe. This study proposes a three-dimensional model of flow field with liquid, gas, and solid phases for machining gap in EDM. The mechanisms of debris and bubble movement in the machining gap during consecutive-pulse discharge were analyzed through the model. Debris and bubble movement in consecutive-pulse discharge was observed through experiments. The results showed that the proposed simulation model is feasible. The bubble expansion is the main way that the bubbles exclude from machining gap. Much debris moves outside the machining gap following the excluded bubbles, which is the main way that the debris excludes from machining gap. The bubble expansion becomes strong with the increase of the discharge current and pulse-on time.     

抬刀高度和速度对电火花加工稳定性的影响机理研究

了解抬刀高度和速度对电火花加工稳定性的影响机理,为控制这两个参数提供了重要的理论依据。然而,由于难以观察放电间隙内的情况,目前对这两个参数的研究仅限于检测放电状态,缺乏深入的理论研究。为解决这个问题,借助透明材料,搭建了一系列实验装置,来观察间隙内加工屑的运动情况及放电状态。结果发现,抬刀高度决定可吸入底面间隙中清澈工作液的体积,抬刀速度决定底面加工屑与吸入底面的清澈工作液的混合程度。只有当抬刀高度和速度都足够大时,加工才能稳定进行。     

大深径比微细孔超声辅助电火花加工技术研究

微细电火花加工中电极损耗较大,在加工大深径比微细孔时,工具电极和工件之间的狭窄间隙内流体阻力较大,气泡及加工屑不易排出,易产生频繁的非正常放电,导致电极损耗进一步增大.针对大深径比微细孔加工的这一难题,提出采用电极摇动同时在工件上加载超声波振动的新方法,成功地在3.5 mm厚的不锈钢板上加工出平均直径为120 μm的通...     

低电压下微能RC脉冲电源放电波形研究

RC脉冲电源是微细电火花加工中常用的电源,低开路电压下的微能RC脉冲电源可实现更加微细和精密的电火花加工.针对低开路电压下的微能RC脉冲电源放电波形进行观测,对不同充电电容和开路电压下的充电电容两端电压、放电间隙两端电压及放电回路的电流波形进行了对比和分析.研究发现:由于回路中寄生参数的影响,充电电容两端电压与放电间隙...     

Study on Nano EDM Using Capacity Coupled Pulse Generator

This paper describes the development of a pulse generator for nano EDM using a capacity coupling method. To obtain discharge craters of nanometer diameter, a pulse generator was coupled to the tool electrode by a capacitor. Since the influence of the stray capacitance in the electric feeders can be eliminated, the discharge energy can be minimized to accomplish nano EDM. This method also allows non-contact feeding of electric current to the rotating spindle, minimizing the run-out of the tool electrode. To control the gap width, the gap voltage was also measured using the capacity coupling method.     

纯铜板大面积搭接叠加电阻钎焊工艺及缺陷检测

对不同叠加面积的纯铜板进行搭接电阻钎焊工艺试验和钎缝的超声波探伤、金相测试研究。结果表明:施加电极压力大小和施加压力的均匀性是钎合率达到要求和焊接质量稳定的关键因素,选用合适的电极压力可以使不同叠加面积的纯铜板电阻钎焊获得理想的钎合率。平均宽度小于78 μm的钎缝内部以局部焊缝间隙小形成的未熔合缺陷为主,平均宽度大于78 μm的钎缝内部以钎料未填满形成的"疏松"和圆形孔洞缺陷为主,超声波探伤与金相测试的钎合率大小相一致,可以采用超声波探伤对大面积叠加电阻钎焊的钎合率进行有效的检测。     

High aspect ratio micro-hole drilling aided with ultrasonic vibration and planetary movement of electrode by micro-EDM

When a micro-hole is drilled deeply by EDM, the viscous resistance in the narrow discharge gap causes difficulty in the removal of debris and bubbles from the working area, leading to frequent occurrences of abnormal discharges and resulting in extensive electrode wear. This paper presents a new method of drilling high aspect ratio micro-holes by EDM, in which the planetary movement of an electrode, with enhancement from ultrasonic vibration, provides an unevenly distributed gap for the debris and bubbles to escape from the discharge zone easily. Micro-holes with aspect ratio of 29 have been drilled.