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。     

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。     

微细电火花加工机理研究

通过设计单脉冲放电实验,获得加工材料的表面形貌,以及单脉冲放电形成的凹坑.根据不同参数下材料的表面形貌,分析主要电参数与加工表面粗糙度的关系,以及加工表面凹坑的形成原因,得到影响加工质量的主要参数.     

微细电火花加工中电极材料的蚀除机理研究

在微细电火花加工过程中 ,由于放电时间极短 ,使得其阴阳两极的电极材料蚀除过程产生较大的差异。本文应用传热学和电场的基本理论 ,分别对微细电火花加工阴阳两极的材料蚀除机理进行了理论研究 ,得出了在窄脉宽微细电火花加工中 ,尽量缩短脉宽可提高阳极材料的去除效率 ,同时又不会明显增加阴极材料损耗的结论。为微细电火花加工脉冲电源设计及加工工艺的改进提供了理论依据     

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.     

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。     

微细电火花铣削加工电极损耗及加工质量分析

电极损耗是微细电火花铣削加工中常见的问题之一,对引信保险机构的组成零件进行微细电火花铣削加工,分析加工电极的损耗情况以及对加工质量的影响。试验得出加工参数以及分层铣削厚度是两个影响电极损耗的重要因素,并且因为电极的损耗会导致加工零件的平行度下降。     

微细电火花加工中微细电极的制作与检测技术研究

分析了微细电火花加工技术中各种微细电极制作方法的特点,提出了一种加工效率与尺寸精度相兼顾的微细电极在线制作方法.充分利用微细电火花加工机床的数控和接触感知功能,探索并提出了一种微细电极的在线检测方法,并对检测误差进行了分析.实验表明,该方法具有广泛的实用性.     

空气中微细电火花沉积的工艺规律研究

论述了一种新的电火花加工方法，它通过合理选择工艺条件在空气中将金属材料放电沉积在工件上。对电火花沉积加工的基本原理进行了分析，预测了实现条件，使用通用的电火花成形加工机床和常见的电极材料黄铜，在空气介质中，通过大量实验对微细电火花沉积进行了系统研究，得出各工艺参数的影响规律。在高速钢工件表面沉积出直径为0．19mm、高度为7.35mm的微小圆柱体。对沉积材料的测试表明，沉积材料致密，与基体结合紧密，成分取决于工具电极材料，同时基体硬度得到提高。     

微细电火花加工的微细电极在线检测

设计了微细电极在线检测系统。系统由卤素灯光源、变焦显微镜头、CCD摄像机和6自由度支架组成,具有1.61 μm的分辨率和113~729的放大率。在Linux平台下,基于V4L2 API开发了图像采集程序,使用mmap()内存映射方法获取图像数据。实现了IplImage数据结构和QImage类的转换,使图像既可以基于OpenCV进行处理,又可以基于Qt进行显示,通过Canny边缘检测算法提取了微细电极的边缘轮廓。实现了电极在线观测的G代码功能,进行了块状电极电火花磨削微细轴的实验。实验结果表明系统可以在线观察电极状态和在线测量电极尺寸,在线测量值与扫描电镜离线测量值的相对误差在5%以内, 解决了微细电火花加工的微细电极在线制造和检测等难题。     

功能梯度材料飞轮转子优化设计

功能梯度材料(Functionally graded materials,FGMs)是一种材料属性在空间位置上连续变化的新型材料。与均匀材料相比,高速储能飞轮转子采用FGMs可以有效地减少应力集中,充分发挥材料性能,从而改善转子的工作性能。针对飞轮转子轴向厚度相对较厚时平面应力方法误差较大的问题,通过将转子离散为有限个等厚匀质微环的方法,推得变厚度FGMs飞轮转子的三维半解析解——修正平面应力(Modified plane stress,MPS)解,并采用有限元法验证其精确性。应用序列二次规划(Sequential quadratic programming,SQP)优化方法,以飞轮转子的厚度、材料体积分数和转速为设计变量,以最大化转子的储能密度为目标函数,对FGMs飞轮转子的形状和材料分布进行优化设计,并分析材料性能参数对结果的影响。计算结果表明,合理的转子形状与材料分布可以使转子应力分布更加均匀,大大提高飞轮的储能性能。     

轴向运动功能梯度梁的横向振动

新型非均匀复合材料,功能梯度材料具有防止脱层和减缓热应力等优良性能,将其应用于功能梯度梁的结构有着非常重要的工程应用价值。基于Euler-Bernoulli梁理论和Hamilton原理,建立轴向运动功能梯度梁横向自由振动的运动微分方程,其中假设功能梯度梁的材料特性沿梁厚度方向按各组分材料体积分数的幂函数连续变化;再对运动微分方程和边界条件进行量纲一处理,采用微分求积法对其进行离散化,导出系统的广义复特征方程,然后计算分析轴向运动功能梯度简支梁横向振动复频率的实部和虚部随量纲一轴向运动速度、梯度指标等参数的变化情况,并讨论量纲一轴向运动速度和梯度指标对功能梯度梁的横向振动特性以及失稳形式的影响。     

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...     

微细电火花穿孔加工系统开发与应用技术研究

研究了微细电火花穿孔加工系统的构建与控制技术,以开放式运动控制器为控制核心,开发了一种适用于微细电火花加工机理研究的穿孔加工试验平台,利用该平台可实现微细电极的制作和微小孔加工.具有软硬件开放程度高,柔性好,与各类伺服系统兼容性好等优点,利于二次开发、机床功能拓展与改造.     

梯度功能材料的制备与性能评价

梯度功能材料（FGM）是组分和性能呈连续变化的先进材料,FGM的制备方法与性能评价对其优化设计具有重要意义。对FGM的制备方法与性能评价进行了综述,详细分析了FGM的力学性能、热震性能、压缩性能和热处理性能的评价方法及试验手段,最后指出了FGM性能评价和制备的发展方向。     

基于热学仿真的微细电火花加工表面形貌预测

根据热传导基本理论和微细电火花加工的实际情况,建立起微细电火花加工的热传播模型.采用ANSYS分析软件,基于有限元方法对P+硅和45钢两种材料单脉冲放电情况的温度场进行了数值模拟,分析了微细电火花铣削加工中表面粗糙度与放电能量之间的关系.结果表明,微细电火花仿真能够很好地模拟放电凹坑的温度场分布,进而预测加工表面形貌.     

在ANSYS中模拟功能梯度材料的方法研究

介绍一种在ANSYS软件中模拟功能梯度材料的方法。对于功能梯度材料板,考虑到其弹性模量E和泊松比v都是沿长度方向变化的函数。可以将板用三角形单元离散化,求出每个三角形单元的等效模量和泊松比,再用命令流的方法赋予每个单元,则可以实现在ANSYS中对功能梯度材料板的模拟。     

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。