微细电火花分层铣削加工实验研究

电极损耗对工件加工质量的影响显著,为保证微细电火花铣削的加工精度,需要对工具电极给予合理补偿。基于倒圆锥形电极端面,采用定长补偿法模型,进行了微型槽电火花分层多道铣削实验,并在此基础上采用层间正交加工轨迹以及通过机器视觉技术采集到稳定加工后的电极端部图像,进而确定合理的轨迹重叠路径。实验结果表明,此电极补偿模型能够有效的对电极损耗进行补偿,并且正交轨迹加工方法使加工时间缩短了50%,残切去除明显,获得了良好的加工精度。采用超景深显微镜观察所加工的微型槽底截面的直线度很好,加工深度偏差在2μm左右。     

电火花铣削加工关键技术研究

研究了数控电火花铣削加工的关键技术：电极损耗的在线补偿技术和电火花铣削的ＣＡＤ／ＣＡＭ技术。文章详细分析了获得电极损耗状态的各种途径和对电极损耗采取的策略,在此基础上提出了型腔电火花铣削加工工艺：粗加工时采用层面分割法,精加工时采用扫描法加工。根据电火花铣削加工的特点,以特征对象和特征关系为基础,开发了电火花铣削加工的ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成系统。文中给出了系统结构模型,分析了系统工作模式和各     

电火花铣削加工电极损耗在线补偿的实现

电极损耗的在线补偿技术是电火花铣削加工的关键技术,通过研究在数控系统中如何自动实现电极损耗的在线补偿,开发了数控电火花铣削加工ＣＡＤ／ＣＡＭ模块和电极损耗补偿损块,这些模块通过各种数据交换和控一起构成了数控电火花铣削加工系统,分析了数控加工过程中数控系统内部的数据流程及系统内部各种缓冲区的作用,在 极补偿运动的各种实现方式进行比较的基础上,通过修改数控系统的插补准备工作数据缓冲区中的刀位数据,实现     

超窄脉冲微细电解铣削加工机理和成型预测建模

采用超窄脉冲电源,利用简单圆柱工具电极在数控系统控制下,实现三维微细电解铣削加工。本文探索了低浓度NaClO3溶液、超窄脉冲的微细电解铣削加工机理,进行微细电解铣削加工成型预测建模,并进行基于超窄脉冲微细电解铣削加工试验。     

一种高深宽比微细槽的电火花加工工艺

为实现高深宽比微槽的加工,提出了一种自成形和扫描加工相结合的微细扁平电极制作及微细槽加工的工艺方法.采用棒状毛坯电极在一平板试件上扫描加工出一定长度的通槽,将毛坯电极沿垂直通槽方向向左和右偏移,两侧分别进行电火花反拷加工,得到扁平微细电极.再采用该扁平电极在线进行扫描加工即可得到期望的微细槽.实验获得了深径比大于18及尺寸一致性较高的阵列微细槽.与反拷或线电极磨削得到微细电极相比,自成形电极方法降低安装精度要求.而采用扁平电极进行微深槽的微细电火花加工,相对提高电极截面面积,降低电极损耗率,有利于提高加工效率.     

紫铜波导孔道放电加工

分析了对紫铜放电加工的机制,选择纯钨为配对的电极,提出用电火花轮廓铣削加工方法来加工紫铜波导孔道并设计放电方法。对紫铜孔道放电加工试验表明:纯钨棒电极对紫铜孔道放电加工电极损耗小、加工精度高,对保证波导孔加工部位的尖角形状和光顺性优势明显,并能有效避开纯钨电极制作这一难点。为射电波导孔放电加工作了有益探索,并对紫铜放电加工提供了方法与策略。     

微齿轮轴的微细电火花加工

采用微细电火花铣削与微细电火花线切割组合加工复杂微小零件。以带轴的微小齿轮为例,在分析其结构特点及微细电加工特性的基础上,规划了微小齿轮轴的组合电加工工艺流程,分析了组合加工中的精度和效率,实现了节圆直径为350μm的微小齿轮轴的制造。     

微细电火花加工机床开放式数控系统开发及应用

为了实现我国具有微细阵列孔结构的工业级精密微喷关键部件的自主开发,围绕微细电火花加工的关键技术,在研制具有多种功能的微细电火花机床基础上,构建了基于PMAC运动控制卡和工业控制计算机的开放式数控系统。分析了工作台控制系统、线电极磨削控制系统、电火花脉冲电源控制系统、工作液控制系统、软件系统设计等部分的相关组成及控制方案。该系统可实现较高的机床运动精度,满足了微细电火花加工中对脉冲电源信号控制和反馈的具体加工需求,保证了微细电极的在线制作以及微细阵列孔的加工,对我国微细电火花加工技术的发展具有重要意义。     

空气中电火花沉积微螺旋结构的研究

为深入研究电火花沉积微型结构方法,提出了一种新的微细电火花沉积方法.对微细电火花沉积加工的基本原理进行分析,预测了其实现条件,使用通用的电火花成形加工机床,在空气介质和特定电参数下用铜电极可以沉积出微三维螺旋结构.实验得出了电参数和工作介质对微螺旋结构的影响.在只使用z轴进给的情况下,在高速钢工件表面沉积出外径为0.19 mm、线径为0.1 mm,高度为3.39 mm的19圈微螺旋结构.测试显示微螺旋材料呈明显的分层结构,具有较强的耐腐蚀性,其成分取决于工具电极材料,但电极中的Zn被氧化为ZnO.此外,在实验基础上对微螺旋结构的形成进行了初步探讨.     

电火花钻削高精度盲孔实验研究

针对电火花加工中电极损耗问题, 提出轴向补偿电极损耗的钻孔方法, 利用黄铜和紫铜2种不同电极材料在超精密电火花加工机床(Sarix SX-200hpm)上, 对钛合金进行不同深度盲孔加工实验, 对比了该法与电极损耗无补偿加工的差异。结果表明,利用该方法加工的盲孔深度能接近预期深度,且紫铜电极加工的盲孔形貌更好。     

球磨对多壁纳米碳管束电化学容量的影响

为了提高纳米碳管电极在电化学双电层电容器（EDLC）中的电化学性能，研究了球磨处理对高纯度多壁纳米碳管(MWNT)束电极电化学容量的影响.将球磨处理前后的两种MWNTs分别制作成电极,并组装成模拟EDLC，利用循环伏安法和恒流充放电法，测试MWNT电极的电化学可逆容量.研究结果表明，MWNT粗产品的纯度达到了97%以上.经过3 h的球磨处理后，大多数MWNTs束被打散或打断，其比表面积由球磨前的238 m2/g提高到了340 m2/g. 用MWNTs制备的EDLC电化学容量由球磨前的36 F/g提高到了72 F/g.与球磨前的MWNTs束相比，球磨后的样品更适合作为EDLC电极材料.     

Research of micro-EDM and its applications

A Micro Electrical Discharge Machining (MEDM) equipment was developed in this paper,on which the CNC interpolation for 3-axis linkage movement could be realized easily. By this micro-EDM equipment,the fabrication process of microelectrode,micro hole,silicon wafer and complex microstructure was discussed. The process rules of machining efficiency and the relative electrode wear rate as well as the machining mechanism and performance of silicon micro-EDM were also researched. Machining experiments showed that the microelectrode diameter as small as 6 μm and the micro hole with minimum size of 10 μm could be obtained steadily,and the maximum aspect ratios of microelectrode and micro hole were over 25 and 10 respectively. And silicon micro-EDM experiments showed that the micro beam with the aspect ratios over 15 could be obtained easily. And a micro beam with minimum size of 23 μm width on a silicon wafer with 420 μm thickness was achieved. At last,the microstructure machining technology for micro-EDM was also discussed. And a micro-facial sculpture with free space curved surface and size of 1 mm×0.3 mm×0.18 mm was also machined successfully.     

脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源

为了提高微细电火花加工(micro-EDM)效率,设计了一种脉冲参数主动匹配式micro-EDM脉冲电源．采用等能量加工的方法,对不同的脉冲匹配参数进行加工效率对比实验,设计了脉冲参数主动匹配式脉冲电源的结构、功能和控制策略,并进行了加工实验验证．结果表明: 选定合适的脉宽和脉间参数,使极间电容单次充电和单次放电,可获得最高的加工效率;该电源脉冲参数可根据极间电压和极间电容的大小自动调整;进行微小孔加工,加工连续性较好,加工效率和加工质量较高．利用该电源可进行微细加工,加工效率较传统电源有显著的提升,并能保证较高的加工质量．     

高能球磨在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用进展

近年来, 随着便携式电子电气设备的发展, 人们对锂离子电池负极的储锂性能和循环稳定性等有了更高的 要求。石墨作为目前商业化程度最高的锂离子电池负极材料, 有着成本低、性能稳定、环境友好等优点, 但同时也存 在比容量低、石墨片层剥落削减使用寿命等缺点, 不足以满足新一代高能量新能源设备的要求。为解决这一问题, 研究学者们在对以石墨为主导的负极进行改性的同时, 也探索着硅基、锡基、过渡态金属化合物等大容量、高性能 材料在锂离子电池负极的应用。在高能球磨法的基础上, 综述其在锂离子电池负极储锂材料改性中的应用研究进 展, 提出高能球磨法在改性锂离子电池负极储锂材料领域的应用建议, 并对锂离子电池负极改性技术的发展趋势进 行展望。     

钢水定氧半电池电极粉的预处理工艺研究

炼钢过程中钢水氧含量的准确测量关键在于定氧半电池,其参比电极粉以Cr2O3和Cr粉末为主要原料。研究Cr2O3和Cr粉末的混合比例,并进行相应的装配前预处理,以制备适用于低氧端测试的半电池参比电极粉。结果表明,为保证参比气氛氧分压的稳定,参比电极粉中cr必须过量;采用球磨混合方式,通过预烧结处理的参比电极粉,可有效防止高温烧结团聚现象,提高定氧电信号的测量速度和准确性。     

石墨与GIC电极在硫酸溶液中的循环伏安特性

为深入认识石墨与石墨层间化合物在Ｈ２ＳＯ４溶液中电化学嵌入／脱嵌行为及有关影响因素,探讨其作为二次电池电极材料的可能性,进行了循环伏安测量与充、放电实验。结果表明,Ｈ２ＳＯ４的浓度对两咱电极的嵌入／脱嵌容量、极化大小以及过氧化物的生成等均有较大的影响;     

Composites of sodium manganese oxides with enhanced electrochemical performance for sodium-ion batteries: Tailoring properties via controlling microstructure

Composites of Na_0.44MnO₂, Na_0.7MnO_2.05, and Na_0.91MnO₂ were synthesized by facile solid-state reaction, ball milling, and annealing methods. Two different composites of identical overall composition but drastically different morphologies and microstructures were synthesized. A composite of a hierarchical porous microstructure with primary and secondary particles (i.e., a “meatball-like” microstructure) achieved an excellent stable capacity of 126 mA h g^-1 after 100 cycles. The rate capability of the composite could be dramatically enhanced by another round of high-energy ball milling and reannealing; subsequently, a composite that was made up of irregular rods was obtained, for which the capacity was improved by more than 230% to achieve ~53 mA h g^-1 at a particularly high discharge rate of 50C. This study demonstrated the feasibility of tailoring the electrochemical performance of electrode materials by simply changing their microstructures via facile ball milling and heat treatments, which can be particularly useful for optimizing composite electrodes for sodium-ion batteries.     

皮焦级超微能电火花加工电源技术研究

为了解决长期困扰微细电火花加工的降低单脉冲放电能量难题,对RC脉冲电源放电特性进行了试验研究.通过一系列实验证实了RC脉冲电源放电时没有电火花维持电压现象,电火花加工可以在低于常规电火花维持电压的低电压下进行,此时的单脉冲放电能量最小可达2.5×10-12J,使微细电火花单脉冲放电能量由过去的微焦耳级剧降到皮焦耳级,为实现超微能的纳米尺度电火花加工奠定了基础.在此基础上设计了一种新型可控的RC脉冲电源,并使用该电源加工出了直径仅为Φ4.5μm的微轴和直径仅为Φ8μm的微孔.