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.     

进电方式对高阻半导体硅放电加工影响研究

进行了高阻半导体硅的放电铣削加工实验,通过检测脉冲放电电压和电流波形,对固定、旋转、随动三种进电方式下的加工情况进行了对比。结果表明：固定进电方式下,由于进电点会逐步生成不导电的钝化膜,接触电阻不断增大,回路中的总电阻不断增大,放电峰值电流逐步减小,最终导致无法加工;旋转进电方式下,由于进电电极与加工区域距离增大,导致放电回路中的体电阻不断增大,放电峰值电流也会逐步减小;随动进电方式下,放电回路中进电电极会不断刮除产生的钝化膜且极间距离维持不变,因此接触电阻和体电阻能保持始终稳定,放电加工稳定性较好。
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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。     

电火花诱导可控烧蚀磨削温度场仿真及试验研究

应用有限元分析软件对电火花诱导可控烧蚀磨削温度场进行模拟仿真,将烧蚀磨削温度场分为火花放电和烧蚀加工两部分的叠加。建立数学模型及边界条件,首先对火花放电温度场进行仿真,得到其温度场分布,而后在放电温度场结果基础上进行烧蚀加工的温度场仿真,得到整体烧蚀温度场分布情况。对钛合金TC4进行软化层厚度测试的工艺试验,结果表明:烧蚀软化层厚度的仿真结果(74μm)与试验结果(68μm)基本一致,说明有限元仿真对一定参数条件下的电火花诱导可控烧蚀磨削工艺效果的预测是可行的。     

介质对放电诱导烧蚀加工表面锈蚀的影响研究

针对放电烧蚀加工中水-氧气介质易导致工件表面产生锈蚀的问题,采用添加一定比例的尿素进行单脉冲放电试验,发现在尿素溶液-氧气介质下的放电坑直径相对水-氧气较小,且加工件表面无明显锈蚀痕迹,论证了尿素溶液不仅能够压缩放电通道、改善加工状态,也能缓解工件锈蚀的问题。通过水和不同浓度尿素溶液的防锈蚀试验表明,在水中添加适当比例的尿素可以提高材料去除率,虽然电极损耗有所增加,但工件表面质量有所提高,表面微裂纹、气孔等缺陷明显减少,同时能够减缓加工过程中工件表面的锈蚀。     

基于放电概率检测的硅晶体电火花线切割加工伺服控制研究

针对往复走丝电火花线切割加工硅晶体时,无法准确判别其极间加工状态、伺服进给速度不能实时响应加工状态变化的问题,提出了一种基于放电概率检测的采样方法,设计并搭建了硅晶体电火花线切割加工伺服控制系统。通过工艺验证证明该伺服控制系统能显著提高硅晶体电火花线切割加工的表面质量、效率及形状精度。     

单晶硅放电蚀除机理研究及有限元分析

提出了单晶硅电火花加工蚀除机理假设,认为热应力在放电蚀除过程中起主要作用。建立了单晶硅电火花线切割放电模型,利用有限元法模拟了在单脉冲放电条件下单晶硅的温度场及热应力场分布。分别计算了单晶硅在温度场和热应力场作用下的蚀除量,并与实际放电切割蚀除量进行了对比,结果表明,实际蚀除量近似等于模拟得到的温度场与热应力场蚀除量之和,验证了对单晶硅电火花加工蚀除机理所作假设的正确性。     

半导体电火花加工爬坡式电流现象研究

对单晶硅电火花加工过程中的电流爬坡式上升现象进行了研究,结果表明,爬坡式电流主要是由加工过程中接触电阻的变化引起的,而接触电阻主要由高温区的接触面积决定。对爬坡式电流曲线的性质进行了研究,分析了温度、热导率和相变能量对接触电阻和放电电流变化的影响。最后,研究了电参数对加工效率的影响,结果表明采用大脉宽、高电压和小占空比能够大大提高加工效率。     

太阳能硅片切割技术的研究

简述了太阳能硅片常用的切割方法及特点,指出电火花线切割由于其适合大厚度、超薄切割等特点,将成为太阳能硅片切割的一个研究热点.但因半导体特殊的电特性,目前常规电火花线切割工艺还不能胜任太阳能硅的切割.研究了太阳能硅材料的放电加工模型,提出了电火花线切割太阳能硅片的思路和工艺方法,并采用改进的脉冲电源首次对电阻率为2.1 Ω*cm的P型太阳能硅进行了切割试验,切割效率大于100 mm2/min.     

太阳能硅片电火花电解复合切割制绒机理研究

提出了一种基于复合工作液的以电火花电解复合加工技术对太阳能硅片进行切割及制绒一体化的新方法.试验表明高速走丝电火花线切割(WEDM-HS)对太阳能硅片切割具有效率高、厚度薄、切缝窄、表面可直接形成绒面结构,表面无明显微裂纹且切割表面不存在电极丝金属残余;在硅表面放电凹坑内由于高温电解复合作用会形成密集、壁面光滑且高深径比的微孔洞结构;绒面结构不受硅材料特别是多晶硅各向同性的影响,且获得的表面反射率略低于目前制绒方法的表面等特性.