电化学放电线切割电压-电流特性研究

设计并搭建了基于水平走丝方式的电化学放电线切割加工装置,可用于非导电硬脆材料的微细线切割加工,研究了加工过程中的电压电流特性。当电压超过临界值后,电极丝表面会形成不稳定的气层并产生放电现象;随着电压升高,放电状态由火花放电向电弧放电过渡。对石英玻璃的加工实验结果显示,通过增加电压并使放电电压维持在火花区内,能在保证表面质量较好的同时提高加工效率,在电弧区加工可得到更高的材料去除率,但工件表面质量会下降。     

电极侧壁绝缘微细孔电解加工工艺研究

将超声振动技术应用于微细孔的电解加工中,以排除间隙内的加工产物,然而,超声空化现象产生的冲击力会影响电极表面的绝缘层,并加速其破坏。为提高侧壁绝缘电极的使用寿命,采用微弧氧化和阴极电泳工艺在微细钛电极表面形成由陶瓷膜和电泳漆膜组成的双绝缘层。通过超声振动辅助微细孔电解加工实验,对电极侧壁双绝缘层的耐久性进行验证,并分析了超声振动功率、电解液浓度和加工电压对双膜侧壁绝缘电极微细孔加工精度的影响。实验表明:双绝缘层电极在超声辅助微细孔电解加工中显示了很强的绝缘耐久性;当超声振动功率超过一定值后,微细孔电解加工能稳定进行,之后,随着功率的增加,孔的精度改善很小。在稳定加工中,需降低电解液浓度和加工电压,从而减小杂散腐蚀,保证加工孔的形状精度。     

侧壁绝缘电极小孔电解加工工艺研究

采用微弧氧化、电泳复合工艺成膜的侧壁绝缘电极,在不锈钢片工件上进行了一系列小孔电解加工实验。通过实验验证了该侧壁绝缘电极加工孔的精度,并在此基础上研究了加工电压、冲液压力对孔的成形精度的影响,以及陶瓷膜厚度和电泳膜厚度对电极耐久性的影响。结果表明:采用侧壁绝缘电极进行加工,可显著提高孔的成形精度;降低加工电压,可减小孔的侧面间隙,提高尺寸精度,孔的锥度受加工电压的影响较小;冲液压力对加工精度的影响不是很明显;陶瓷膜和电泳膜的厚度越大,电极耐久性越强。     

电化学放电加工电压-电流特性的研究

电化学放电加工机理主要是火花放电的热蚀与高温下化学腐蚀的共同作用.加工过程中状态信息的及时获取对电化学放电加工的精确控制具有重要意义.通过对电化学放电加工过程中电压-电流特性的研究,用实验结果分析了电压-电流与工具电极反应面积之间的关系,得出与工具电极反应面积匹配的最佳电压,为电流信号成为电化学放电加工监视信号提供了理论基础.     

电火花临界与加工放电间隙实验研究

基于田口法研究了电火花放电过程中的临界放电间隙和实际加工中的连续放电间隙与电参数的关系。电参数主要有峰值电流、放电电压和脉冲宽度值。然后通过计算信噪比和方差分析来判定主要影响放电间隙的参数。结果表明:临界放电间隙主要是受放电电压影响,而连续加工中的间隙主要是由放电电流决定,且连续加工放电间隙要大于临界放电间隙。     

工艺参数对电熔爆大长径比异形深孔加工影响规律研究

采用电熔爆加工技术进行大长径比异形深孔加工时,加工表面质量和电极损耗是影响加工效果的主要因素。采取自主开发的异形深孔加工电极,通过单因素试验法研究大长径比异形深孔加工过程中峰值电流、电源电压、电极材料、冷却液压力等工艺参数对加工表面质量和电极损耗的影响;通过正交试验的方法确定各因素影响加工表面质量的主次顺序及最佳工艺参数组合。结果表明：在电极材料为铜钨合金时,峰值电流120 A、电源电压21 V、冷却液压力6 MPa为最佳工艺参数组合。研究结果为电熔爆异形深孔实际加工中的参数选择提供了参考。     

微细电解加工用电极的侧壁绝缘及应用实验

介绍了一种微细电解加工用电极的侧壁绝缘方法及其应用实验.采用旋涂法在电极表面涂敷液态环氧树脂并固化处理,重复该过程形成多层绝缘薄膜,用机械磨削法去除电极端部的绝缘膜,使电极端面导电.通过基础工艺实验优化了旋涂法工艺参数,通过对比实验验证了侧壁绝缘电极的微孔加工效果.旋涂法可制得膜厚为5～10 μm的侧壁绝缘电极,采用该电极加工可显著减小微孔直径及锥度,提高微细电解加工尺寸精度.     

基于润湿供液的电化学放电线切割实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了基于润湿供液的电化学放电线切割装置,实现了对石英材料的有效切割,确定了实现电化学放电线切割加工的临界电压。通过提取加工过程中能反映极间状态的电流信号作为控制加工的依据,实现了对石英材料的可控加工,实验表明加工速率及槽宽随着电压的增加而增大。通过对工件步进进给和匀速进给两种加工方式的比较表明,利用电流信号作为进给控制依据进行步进进给能更好地保证加工的连续性。     

绝缘涂层构件电化学放电穿孔技术

研究了绝缘涂层构件的电化学放电加工原理与5种放电过程及其电压电流波形特点。分析了绝缘涂层构件穿孔技术中的绝缘涂层材料加工、绝缘涂层与基体金属过渡加工及基体金属加工3种不同状态及其特点,采用不同的进给速度和加工电压,以提高加工效率和质量。对钛合金基体的氧化锆陶瓷涂层材料进行了电化学放电穿孔实验,验证了该方法是可行的。     

不同工具电极材料对短电弧铣削加工GH4169的影响研究

在短电弧铣削过程中,电极材料直接影响工件表面质量、电极损耗及尺寸精度等。选取石墨、紫铜、碳钢、铝4种工具电极材料,在同一电参数下,通过实验分析4种电极材料对镍基高温合金GH4169工件的影响规律,包括表面宏观质量、极间电压-电流波形、电极放电性能、表面形貌、化学成分、显微硬度等,结果发现石墨电极材料更适合短电弧铣削加工。     

电火花线切割大电流条件下电参数对加工性能的影响

为了解决往复走丝电火花线切割加工效率低的问题,对大电流条件下的两种电加工参数进行了研究,在保证平均电流相同的条件下,对小脉宽、大峰值电流和大脉宽、小峰值电流两种加工方式进行对比实验。结果表明:在普通往复走丝电火花线切割机床上,采用大脉宽、小峰值电流加工方式,其加工效率比小脉宽、大峰值电流的高约20%;采用小脉宽、大峰值电流的加工方式能有效地减少工件表面的烧伤,获得表面粗糙度值较小的加工表面。此外还分析了两种加工方式的放电加工机理,从放电通道扩展半径、放电频率和电极间放电状态等角度解释了两种方式的加工效率和表面质量差异。     

绝缘陶瓷往复走丝线切割加工放电状态检测方法

绝缘陶瓷材料在工程中应用广泛,但由于其脆硬性,用普通方法很难加工.通过辅助电极利用往复走丝电火花线切割的方法对绝缘陶瓷氮化硅作了加工实验研究,并用普通金属与电阻串联的方法进行了仿绝缘陶瓷氮化硅加工实验研究.对实验数据进行了分析,根据导电层对维持电压的影响情况,将导电层分为良、中、差3个等级, 并设计出一种专门用于绝缘陶瓷碳化硅往复走丝线切割加工放电状态检测的方法,能区分出3种处于不同导电层等级状况下的正常放电、空载以及短路等5种放电状态.     

基于FPGA的绝缘陶瓷电火花加工脉冲电源的研制

针对现有绝缘陶瓷电火花加工效率较低、加工质量较差的问题,通过分析绝缘陶瓷的间隙放电状态,研制基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)绝缘陶瓷的电火花加工脉冲电源。该电源可实现低阻火花放电的等电路脉宽模式和抑制有害脉冲放电的高频分组脉冲模式。在硬件上,脉冲电源采用模块化设计,由基于FPGA的主振模块、带LCD缓冲回路的MOSFET功率放大模块、基于四阈值电压电流比较法的间隙放电状态检测模块组成。结果表明:与常规脉冲电源相比,针对绝缘陶瓷氧化铝的加工,所研制的脉冲电源可有效提高低阻火花放电率,抑制有害脉冲放电状态;其加工速度为0.48 mm/min,提高了33%;电极相对损耗为132%,降低了16.9%;表面粗糙度为4.6μm,降低了22%;孔边和孔壁无显著微孔隙产生。该脉冲电源可有效提高绝缘陶瓷的加工效率和加工质量。     

CuW90微小孔电火花加工实验研究

利用单因素实验和正交试验法探究了电源电容、电流、伺服参考电压、伺服速度及占空比对CuW90微小孔电火花加工效率和电极损耗的影响。结果表明:伺服参考电压和占空比对加工效率和电极损耗的影响都较大,而电容、电流对其影响较小,最终得到了CuW90电火花微小孔加工的最优参数组合。     

小孔分流法电火花加工的分流状态研究

介绍一种小孔电火花分流加工新方法,建立小孔的电火花分流加工的分流模型,检测研究加工过程分流状态,得出每个分电极通过的电流按基尔霍夫定律减小,从而分流放电电流和减小放电蚀除体积.在研究条件范围内,进一步对分流法电火花加工过程的分流状态检测,得到多个分电极同时形成放电火花,说明了分流法加工分流作用.研究结果表明,利用电火花机床稳定加工参数,进行等面积分流电火花加工,将加工出比原机床稳定加工临界尺寸更小的小孔,为微小孔电火花加工分流状态的研究和应用提供试验依据.     

微细盘状电极制备及其微细电解加工研究

基于电化学腐蚀加工方法,提出了一种微细盘状电极的制备方法。先采用平板阴极电化学腐蚀法,将毛坯加工成圆柱状微细电极,再对圆柱电极端部进行绝缘保护,进一步腐蚀制备得到微细盘状电极。利用微细圆柱电极、盘状电极和盘状群电极,在厚1 mm的304不锈钢片上进行电解加工对比实验,结果证明采用微细盘状电极电解加工微小孔,其加工定域性有明显改善,侧壁间隙减小,且降低了孔锥度。     

SiC_p/Al高速电弧放电加工研究

研究了高速电弧放电加工铝基碳化硅增强复合材料(Si Cp/Al)的性能。通过对体积分数为20%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行加工实验得出:在峰值电流500 A、脉冲宽度10 ms时,材料去除率超过8200 mm3/min,电极损耗率约为2%。此外,研究了加工极性对工件表面质量的影响,得出电极负极性、大电流可用于大余量材料去除,电极正极性、小电流可用于小余量表面修整的结论。最后,采用高速电弧放电加工实现了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钻孔、铣削和切割等加工工艺。     

电火花加工临界放电间隙实验研究

基于田口法考查了电火花加工在煤油、空气状态下的临界放电间隙及主要加工电参数(峰值电流、放电电压、脉冲宽度)的变化规律和影响顺序,为进一步理解电火花加工机理提供了实验基础。     

电参数对SiC_p/Al复合材料电火花深小孔加工的影响

采用电火花内冲液加工方式,分别研究了开路电压、伺服参考电压、电容及电流等电参数对45%SiCp/Al与Al2024合金深小孔加工效率、电极损耗及加工孔径的影响。结果表明:当电源放电能量越大、放电频率越高时,加工效率越高,且电极损耗越大;而在相同加工条件下,SiCp/Al的加工效率和电极损耗都明显高于Al2024合金,且开路电压和电容对SiCp/Al孔径的影响较大。     

低电压下微能RC脉冲电源放电波形研究

RC脉冲电源是微细电火花加工中常用的电源,低开路电压下的微能RC脉冲电源可实现更加微细和精密的电火花加工.针对低开路电压下的微能RC脉冲电源放电波形进行观测,对不同充电电容和开路电压下的充电电容两端电压、放电间隙两端电压及放电回路的电流波形进行了对比和分析.研究发现:由于回路中寄生参数的影响,充电电容两端电压与放电间隙...