PCD复合片电火花线切割加工丝损分析与研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜((SEM)观察了电极丝表面的显微形貌,进行了元素成分分析。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了极间脉冲放电、工作液有效进入量、电蚀粒子容积浓度以及电极丝镀覆等因素对丝损的影响。提出采用贴附式高压喷液系统可有效提高切割效率、降低丝损。试验结果表明,该喷液系统能够有效改善极间放电条件,可使切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%,为PCD复合片的高效、稳定、低损切割提供了有益参考。     

烧结NdFeB永磁材料电火花线切割高效低损切割研究

对烧结钕铁硼(NdFeB)永磁材料进行电火花线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)观察切割表面和电极丝表层的显微形貌。从微观角度研究电火花线切割高效低损切割钕铁硼材料的机理,探讨电参数、冲液条件、蚀除方式等因素对切割效率和丝损的影响。实验研究发现,采用贴附式高压喷液方式,可有效增加极间的工作液进入量和流速,提高电蚀粒子和气泡等电蚀产物的排出,较常压浇注方式切割效率提高35.46%,丝损降低18.75%。为NdFeB材料的高效、稳定、低损切割提供了有益参考。     

PCBN复合片单向喷液电火花线切割研究

对聚晶立方氮化硼(PCBN)复合片进行了电火花线切割加工试验研究。试验结果表明:在大峰值电流、小脉冲间隔、常压供液加工条件下,电火花线切割的正向运丝切割效率明显低于反向运丝。为提高正向运丝切割效率,供液系统加装了高压喷液供液装置,有效增加聚晶层极间的工作液进入量和流速,提高电蚀粒子和气泡等电蚀产物的排出,改善了极间放电条件,较常压浇注方式切割效率明显提高,富钴层台阶减小,表面质量得到进一步提高。     

碳化硅悬浮介质电火花线切割加工研究

以SiC纳米半导体微粒悬浮液为工作介质,对中走丝电火花线切割进行放电加工研究。粗加工时,与常规介质加工相比,采用悬浮介质加工的切割速度提高了22.16%,表面粗糙度降低了15.05%,电极丝损耗降低了21.87%。精加工时,与常规介质加工相比,采用悬浮介质加工的表面粗糙度降低了17.6%,电极丝损耗降低了12.5%。试验结果表明,SiC纳米半导体微粒的介入,降低了极间绝缘性,增大了放电间隙,改善了极间放电条件,有利于加工稳定性和切割速度的提高;极间电火花放电通道的串联与扩展,分散了脉冲放电能量,减弱了电极单位面积上的放电冲击力,有利于表面加工质量的提高和电极丝损耗的降低。     

电极丝损耗或断丝的预防对策

数控电火花线切割加工中 ,电极丝的损耗或断丝严重影响其连续自动操作的进行。尤其是在高速走丝电火花线切割中 ,因电极丝在加工中的反复使用 ,随着电极丝损耗的增加 ,切缝越来越窄 ,不仅会使加工面的尺寸误差增大 ;而且一旦在加工中发生断丝 ,加工必须重新开始 ,这不仅花费较多工时 ,而且影响加工的表面质量。电火花线切割加工中引起电极丝过量损耗断丝的原因有多方面 ,如电脉冲的稳定性、工艺参数的合理性、机械传动精度的高低、工件材料切割性能的优劣、切割路线与夹持方式的正确与否等 ,这些对于电极丝的使用寿命均有一定的影响。针对电…     

气液双介质电火花线切割精加工研究

往复走丝电火花线切割采用大气介质代替传统的液体介质，对Cr12MoV模具钢进行电火花线切割精加工，较液体介质可获得更高的表面加工质量，但也存在电蚀表面碳化、加工不稳定、电极丝热疲劳损伤大等问题。为解决上述问题，尝试采用气液双介质对模具钢进行电火花线切割精加工实验研究。结果表明，在相同电参数条件下，选择合适的进给速度、切削深度、运丝速度和液膜厚度，气液双介质中加工表面质量较液中明显提高，电极丝损耗较气中明显降低。     

往复走丝电火花线切割高效低损耗切割研究

目前,高速往复走丝电火花线切割最高切割效率已突破200mm2/min,传统脉冲电源靠单纯提高脉冲能量来增加切割效率会导致钼丝损伤大、损耗加剧,短时间内就可能出现断丝。从脉冲电源的放电波形分析入手,分析了传统脉冲电源和高效低损耗脉冲电源的差异。研究认为,采用阶梯脉冲合理控制放电电流的前后沿,在加工中对非正常放电脉冲及时切断以减小对电极丝造成的损伤及损耗,采用等能量脉冲方式提高放电利用率等措施能大大提高切割效率,改善切割表面粗糙度,在切割效率190～200mm2/min条件下能实现长期稳定切割。     

电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

建立了电火花线切割脉冲放电模型,利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正,研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明:模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度;实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因;考虑到实际切割相关因素,对理论切割速度进行修正后,其值与实际值是吻合的。     

快走丝切电火花线割机床割铝装置的设计

快走丝电火花线切割机床切割铝件时出现导电块磨损严重、电极丝与导电块之间有电火花产生、断丝现象频繁等不良现象,严重影响了铝件的表面加工质量和加工效率。首先分析了线切割机床切割铝件时产生上述不良现象的原因;然后通过改变原有的导电块导入脉冲电源负极的方式,采用储丝筒导入脉冲电源负极的方式,并设计了专用的脉冲电源负极导入装置,确保电极丝与电源的可靠接触;最后通过实验验证了设计方案的可靠性和正确性,为铝件的切割加工提供了技术支持。     

电极丝横向振动对电火花线切割加工间隙影响规律研究

以提高电火花线切割加工效率为目的,分析了电火花线切割加工间隙对加工效率的影响,建立了电极丝横向振动数学模型,揭示了各工艺参数对电极丝振幅及加工间隙的影响规律。采用直径1mm的钼丝进行了加工实验,得到了峰值电流、脉冲宽度和脉冲频率等参数对电极丝振幅的影响规律。结果表明所建立的振动模型正确,可为优化电火花线切割加工间隙,从而提高其加工效率提供参考。     

CUTTING REGULARITY AND DISCHARGE CHARACTERISTICS BY USING COMPOSITE COOLING LIQUID IN WIRE CUT ELECTRICAL DISCHARGE MACHINE WITH HIGH WIRE TRAVELING SPEED

The analysis of cutting regularity is provided through using and comparing two typical cooling liquids. It is proved that cutting regularity is greatly affected by cooling liquid＇s washing ability. Discharge characteristics and theoretic analysis between two electrodes are also discussed based on discharge waveform. By using composite cooling liquid which has strong washing ability, the efficiency in the first stable cutting phase has reached more than 200 mm^2/min, and the roughness of the surface has reached Ra〈0.8 μm after the fourth cutting with more than 50 mm^2/min average cutting efficiency. It is pointed out that cutting situation of the wire cut electrical discharge machine with high wire traveling speed （HSWEDM） is better than the wire cut electrical discharge machine with low wire traveling speed （LSWEDM） in the condition of improving the cooling liquid washing ability. The machining indices of HSWEDM will be increased remarkably by using the composite cooling liquid.     

聚晶金刚石复合片的电火花线切割机理与形貌

开展了聚晶金刚石复合片（PDC）的电火花线切割实验，提出了PDC的电火花线切割模型。通过扫描电镜与拉曼光谱仪对切割试件进行显微观察与成分分析，发现聚晶金刚石层表面存在明显石墨化现象，而且聚晶金刚石层与硬质合金层之间的富钴界面层存在严重过量去除现象。按聚晶金刚石层、富钴界面层与硬质合金层三个部分剖析了PDC放电蚀除机理，并对PDC的电火花线切割热损伤进行了分析。研究表明，解决富钴界面层的过量去除问题是提高PDC电火花线切割加工质量的关键。     

线切割机上下导轮轴承气压密封装置

针对目前线切割机对加工区进行冷却过程中,金属粉末易进入上导轮总成和下导轮总成的轴承中,致使轴承很快磨损报废的问题,设计了一种能防止切削液将金属粉末带入轴承的气压密封装置,从而可使轴承的使用寿命延长4~5倍。     

立式回转电火花线切割加工电极磨损理论分析

线切割中电极丝的挠曲和断丝问题一直是影响加工精度和加工效率的主要问题,传统的线切割加工电极丝仅仅沿轴线方向快速或者慢速移动,这种磨损是一种不对称的单边磨损.而立式回转丝线切割加工技术,电极丝在轴向往复移动的同时,又在上、下导丝轮的同步带动下绕自身轴线旋转,电极丝整个圆周表面均会发生放电而均匀磨损.文中在理论上对比分析了圆周均匀磨损和单边磨损后电极丝的横截面抗弯惯性矩.结果表明,圆周均匀磨损后的截面抗弯惯性矩大于单边磨损后截面在磨损方向的抗弯惯性矩.因此,立式回转线切割可以提高电极丝的抗弯强度,降低电极丝振动,从而降低断丝现象的发生.     

如何避免线切割机床非正常断丝

非正常断丝严重影响了线切割机床的切割效率以及产品加工质量,如何解决非正常断丝,本文从电极丝、加工零件的材料、放电参数、切割工艺、工作液、导轮引导机构等方面,进行了较为详细的探讨并在实践中加以应用,明显地降低了断丝的发升率。     

随动导丝及喷水机构大锥度高速电火花线切割研究

高速往复走丝电火花线切割机床大锥度（≥±5°）切割时,受到诸多因素的影响,尤其是电极丝采用导轮定位产生的结构误差的影响,加上切割时工作液不能很好地包裹住电极丝并随着电极丝沿倾斜方向进入加工区域,使其加工精度和表面粗糙度比直体切割时差很多,对于锥度零件的多次切割特别是大锥度零件的多次切割则显得更加困难,其根本原因是没有能够保持电极丝空间位置及稳定性的随动导丝器和喷水机构。为此,设计了一种随着电极丝倾斜能随动导丝并跟踪喷液的六连杆大锥度随动导丝及喷水机构。通过试验,在相同加工参数条件下,新型随动机构与现有机构相比,圆锥加工误差从80μm减小到40μm,表面粗糙度Ra从4.059μm减小至3.495μm,多次切割后加工精度可以达到25μm（锥度±20°,工件厚40mm）,表面粗糙度Ra达到1.670μm。     

低频率射频辉光放电的研究

辉光放电电离源可用来检测固态、液态及气态样品,目前主要用于无机固体样品的元素分析和定量检测。本研究将低频率射频辉光放电（Lf-RFGD）与飞行时间质谱仪（TOF MS）联用用于分析液体和气体样品。研究了电离腔真空度、进样管尺寸、辅助气压力、放电频率及电极板压差对电离效率的影响。最优分析条件为：电离腔真空度约30 Pa,进样管长150 mm、内径0.25 mm,辅助气压强约1.0 MPa,放电频率2 MHz,电极板压差约100 V。在此条件下,放电功率约20 W,对液体样品的检出限约0.1 pg、对挥发性样品的检出限约20 mg/m³,检测半峰分辨率约3 000（FWHM）。将Lf-RFGD TOF MS应用于实际药品溶液和挥发性有机物（VOCs）的检测。本仪器对药品溶液的检测灵敏度与常用检测仪器相比无优势,但对挥发性有机物的检测效果较好,为开发低成本的VOCs检测仪器提供了有吸引力的选择。