电蚀产物对微细电火花电极形状损耗影响的实验研究

针对微细电火花加工技术特点，开展电极形状损耗形成机理的研究，设计了开放状态微细电火花加工实验方法,实现电蚀产物浓度的改变；通过实验对比不同加工状态下微细电火花加工电极形状损耗变化、工件表面微观形貌和重熔层情况，系统研究不同电蚀产物浓度作用下电极形状损耗的影响规律；分析微细电极形状损耗的影响机制，总结内凹坑形状变化与电蚀产物的内在关系。研究成果为实现微细电极的形状控制提供了一定的实验及理论依据，达到了提升微细电火花加工质量和加工稳定性的目标。     

微细电火花加工倒凹坑效应的研究

对微细电火花圆柱电极损耗出现倒凹坑效应的影响因素进行研究。通常微细电火花电极损耗稳定后,加工端面为半球形,然而在特定的加工条件下,电极端面呈倒凹形状,微孔底端为山状突起,这种异常损耗会破坏电极形状精度而影响加工零件的尺寸精度。通过改变放电能量与放电间隙流体状态等微细电火花加工工艺参数,对比不同实验条件下电极端面形状损耗的变化情况,经检测,出现倒凹坑效应的微孔底端突起为电极材料沉积。实验研究结果表明:电极熔融沉积是电极损耗倒凹坑效应出现的主要原因。     

电火花微细孔加工电极损耗实验研究

用实验的方法研究电火花微细加工中放电能量在极间的分配和对电极损耗的影响，并研究式具电极材料和工件材料对电极损耗的影响，实验表明，从减小电极损耗，增加有用功率出发，电火花微细加工应使用微能窄脉冲电源。     

微细电极凹底损耗的影响因素分析

微细电火花铣削是实现金属微结构加工最具潜力的加工方法之一,而电极形状损耗一直制约着该技术的工程化应用,找出电极形状变化规律,实现电极形状损耗的控制是解决该问题的根本途径.在现有的研究成果基础上,针对微细电极凹底损耗现象进行深入研究:设计正交实验提炼凹底损耗的主要影响因素;在正交实验的基础上,运用响应曲面设计建立凹底损耗...     

弱电解质溶液EDM/ECM复合加工机理研究

弱电解质溶液中利用电沉积补偿电极损耗的电火花/电化学复合加工技术可以大幅降低电极损耗,对提高微细电火花加工效率具有重要意义。由于该工艺方法是EDM/ECM复合加工领域一个新的研究方向,研究成果很少。为加深对利用电沉积补偿电极损耗的电火花/电化学复合加工技术的认识,基于实验结果,对弱电解质溶液中的电火花/电化学复合加工的材料去除机理、放电通道形成机理及电极损耗机理进行了初步探索,得到了以下结果:电火花放电蚀除和电化学溶解共同将工件材料去除;大量气泡存在于电极间隙使复合加工放电通道的形成异于电火花放电加工;电沉积作用和电火花放电蚀除共同对工具电极损耗产生影响。     

电火花加工SiCp/Al复合材料微细孔的技术研究

使用μ-spark2000机床对SiCp/Al复合材料进行电火花加工微细孔的工艺实验,分析了开路电压、电容、电极材料与加工速度和电极损耗之间的关系,总结了开路电压和电容对加工精度和表面粗糙度的影响规律,并成功加工出φ53 μm的微细阵列孔.     

微细电火花加工中电极损耗机理的研究

微细电火花加工中,因电极损耗引起的电极尺寸和形状的变化严重影响被加工工件的尺寸精度和形状精度。在实验基础上分析了电极损耗的变化过程,并借助有限元方法和电磁理论研究了产生电极损耗的机理。研究表明：电场集中是棱边损耗的根本原因,一定阶段后电极形状趋于稳定;击穿放电产生的超高频电流使电极横截面上的电流在边缘的集中是发生二次放电的主要根源。     

基于峰值电流与脉冲宽度的微细电极控形研究

针对微细电火花孔加工时因微细电极形状损耗难以控制导致的微孔加工精度不高问题,提出利用峰值电流和脉冲宽度两个重要加工参数控制微细电极形状损耗的方法,并运用差分进化(Differental Evolution,DE)算法优化的支持向量机(Support Vector Machine,SVM) (DE-SVM)方法建立了微细电极形状损耗的分类预测模型.研究表明:该方法是可行的,对于给定的试验数据,相比常用的粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化的SVM(PSO-SVM)方法和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化的SVM (GA-SVM)方法,DE-SVM方法能够获得分类准确率高且拟合度合理的分类预测模型;不同微细电极形状损耗形式具有紧密的相关性,在较小的峰值电流(4～20 A)和较大的脉冲宽度(＞5μs)条件下易获得底部规整的微孔.研究成果从微细电极形状损耗控制角度出发,为提高微细电火花孔的加工精度提供了一种思路.     

电火花加工SiCp／AI复合材料微细孔的技术研究

使用μ-spark2000机床对SiCp／AI复合材料进行电火花加工微细孔的工艺实验，分析了开路电压、电容、电极材料与加工速度和电极损耗之间的关系，总结了开路电压和电容对加工精度和表面粗糙度的影响规律，并成功加工出Ф53μm的微细阵列孔。     

材料晶界和晶粒对电火花微细加工的影响研究

为了在电火花微细加工中确定合理的工具损耗补偿工艺与加工工艺,提高微小零件微细加工的质量,通过在合金材料上选择晶粒和晶界部位大量加工微孔以及其后的统计分析,研究了微细电火花加工过程中工件材料晶粒与晶界对放电间隙、材料去除速度以及电极体积相对损耗等加工特性的影响。研究结果表明,由于工件材料中晶粒和晶界在成分、熔点、热导率以及机械性能等方面的差异,当用微细电火花进行微细加工,特别是当加工尺度小于工件材料的晶粒尺寸时,晶粒和晶界的加工特性具有明显差别,制订工具损耗补偿工艺和加工工艺时应该考虑到材料微观结构对加工过程的影响。     

自成型微细电极制备技术研究

以目前微细电火花加工中微细电极常用的制备技术为基础。提出了自成型微细电极制备技术。通过研究,掌握了自成型微细电极制备技术工艺关键。并与传统制备方法的反拷块法进行了实验对比。获得了较为理想外形尺寸精度、长径比的电极。     

电火花加工中减小电极损耗的方法和实验研究

制作一种电火花小孔加工用Cu-Ni复合电极,其原理是基于电镀层和基体材料性能的差异,改变电极材料电蚀性能,保证电极端面和侧面的均匀损耗。在D703F型高速电火花小孔加工机床上,用Cu-Ni电极加工1Cr18Ni9Ti不锈钢材料,与常用的普通铜管电极对比。结果表明:在相同的加工条件下,Cu-Ni复合电极的电极损耗明显降低,同时改善了因电极损耗引起的被加工工件的尺寸精度和形状精度。     

微细电极制备方法研究

微细工具电极在电火花和电解加工中起到关键作用。对微细工具电极的制备方法:反拷法、线电极电火花磨削法以及电化学腐蚀法进行了分析,同时研究了不同方法在异形微细电极制备过程中的应用,在此基础上总结了微细工具电极绝缘层制备方法。通过对电极和绝缘层制备方法的研究,为新式异形工具电极的设计和制备提供技术借鉴,对微细工具电极的结构创新及更高精度的微孔加工具有重要意义。     

微细电火花加工圆柱电极的损耗研究

应用电磁场理论对微细电火花加工(Micro Electrical Discharge Machining,Micro-EDM)损耗机理进行分析,建立了加工中工具电极电场分布的数学模型.应用Comsol Multiphysics软件对此模型进行了计算与模拟,分析了电场强度的变化对电极形状变化的影响,并指出在靠近放电点位置和底部电极形状改变后,集肤效应的作用被削弱.实验验证了仿真结果和所提出损耗机理的正确性,为电极损耗补偿策略和加工精度的提高提供了理论依据.     

微细电火花加工及其关键技术

综述了微细电火花加工的基本原理及最新研究进展。比较了LIGA技术与微细电火花加工的特点与应用。简要分析了微细电火花加工的关键技术：微细电极的在线制作、微进给装置、微小能量的脉冲电源、微小电极的运动轨迹规划、电极的损耗及补偿策略。展望了微细电火花加工在微三维结构加工中的应用前景。     

微细电火花加工及应用

随着许多工业及民用设备的小型化,日益需要进行微细复杂形状的高精度加工,特别是对高密度、高深径比形状的模具进行高精度加工更为需要。为满足这方在要求,目前国外研究开发了一种微细电火花加工技术、在穿孔加工中已能够加工出直径5μm的微孔。 过去,对微小复杂形状的电火花加工采用的方法是:使用简单的棒状电极,类似铣削的加工方式,并采用对电极损耗进行补偿或在低损耗状态下进行加工的     

电火花-电解复合加工的低电极损耗机理研究

微小孔电火花-电解复合高速制孔加工过程中,因电火花放电而导致的工具电极快速损耗,严重影响了微小孔的加工精度。针对该问题,研究基于溅射补偿的低电极损耗电火花-电解复合加工机理,通过实验验证采用中性盐浓液可促进溅射补偿速率、降低工具电极损耗,从而有效改善微小孔加工精度。通过电火花高速穿孔加工和电火花-电解复合高速制孔加工的对比实验发现,当采用中性盐浓液作为工作液时,工具电极端部工件材料成分含量比电火花高速穿孔加工多了7.34%,工具电极的损耗减少了14.7%。此外,优化实验表明,采用工作液电导率为10 m S/cm,脉冲宽度为15μs,脉冲间隔为38μs,峰值电流为8 A的工艺参数组合,可高效促进溅射层的形成,且工具电极损耗率低。     

利用块电极反拷法在线制作和修正工具电极

微细电火花作为一种高柔性、低成本的微细加工技术,在MEMS加工应用中表现出了较优异的加工性能。但微细电火花技术加工微小孔或微小的复杂形状时,由于孔径较小,电极的制备比较困难,本文利用块电极反拷法在线制作和修正工具电极,取得了较好的效果。     

电火花加工中电极材料对加工性能影响的试验研究

以电火花多电极加工3Cr13模具型腔为研究对象,以提高材料去除率和降低电极损耗为目标,对负极性标准切入加工时不同电极材料的电火花加工性能(加工效率、电极损耗)进行研究,设计并进行了不同工艺参数下紫铜电极和Cu50W铜钨合金电极加工试验,获得了不同条件下的材料去除率和电极相对损耗参数,并对多电极电火花加工工艺及经济性进行了分析,结果表明:相同工艺参数下,加工性能因电极材料热学性能不同而不同,Cu50W铜钨合金的材料去除率约为紫铜的85.7％,而电极相对损耗约为紫铜的42.9％,从而为电火花加工不锈钢模具材料的电极选择提供了理论依据.     

微细数控电火花仿铣加工电极的在线检测

基于计算机视觉技术,实时地对微细数控电火花仿铣加工电极在线检测。运用微细圆柱形电极图像边缘进行空间矩亚像素定位,直接获得微细电极截面边缘亚像素位置信息,精确计算分辩率截面的微细电极直径,并给出整个微细圆柱形电极直径的实际值。最为有效地对被加工零件与电极的放电间隙及电极损耗补偿规律进行探索与研究。为微细数控电火花仿铣加工电极的放电间隙及电极损耗补偿的预测预报数学模型的建立,获得了电极损耗的可靠数据。