PZT激励同步压缩放电通道微细电火花加工工艺参数对加工结果的影响

提出了压电陶瓷(piezoelectric ceramic transducer,PZT)激励同步压缩放电通道微细电火花加工,目的在于改善微细电火花加工的放电环境。介绍了PZT激励同步压缩放电通道微细电火花加工原理,研究了开路电压、脉冲宽度、脉冲频率和峰值电流对其电极损耗和材料去除率的影响,并与不采用压缩通道方法的微细电火花加工进行了对比。结果表明:同等条件下,采用PZT激励同步压缩放电通道技术,提高了加工过程的稳定性和材料去除率,降低了电极损耗率,有效改善了放电环境。     

放电通道的微观模拟及其物理性能研究

电火花加工机理研究的相对滞后在一定程度上制约了电火花加工技术的进一步发展;放电通道中带电粒子的运动特性、电磁特性及振荡性的研究是电火花加工机理研究中的重要组成部分.运用粒子模拟方法,对电火花加工放电通道中等离子体柱的形状及放电通道的电流、电磁特性进行了仿真模拟,仿真结果发现当放电通道达到平衡状态时,放电通道的负极为喇叭口形,中部为腰鼓形.最后分析了造成放电通道振荡的原因以及对放电加工效果的影响.     

电火花加工自适应控制系统的研究

介绍了以电极放电时间为调整参数的电火花加工自适应控制原理.其控制策略是对加工系统的模型参数进行估计,并根据放电状态实时更替控制器的控制变量值,控制放电状态跟踪指定的参考值.实验证明,自适应控制的电火花加工比没有自适应控制的电火花加工的加工过程更稳定,稳态拉弧脉冲与短路脉冲出现的几率也大幅度减少,且加工速度也提高了近一倍.     

电火花加工表面层残余应力的理论和实验研究

对电火花加工表面层残余应力的形成进行了分析,建立了物理模型,分别给出了单脉冲放电和重复脉冲放电情况下电火花加工电蚀区域拉应力区长度的计算方法;建立了电火花加工表面层热传导模型;并且对重复脉冲放电情况下电火花加工表面层残余拉应力区分布进行了理论计算和实测。对于电火花加工表面层残余应力分布提供了初步的计算方法。     

线切割机床与工艺

一、电火花线切割技术的发展电火花加工是项先进的科学技术,它是利用电能对金属材料进行“切削”加工,但它的加工方法不同于一般金属切削工艺,需要依靠锋利的刀具、强烈的切削力。而是利用脉冲放电,在电极与被加工金属之间形成脉冲放电通道产生高温(约10000℃左右)足以使在放电通道接触处很少金属体积在放电瞬时间熔化和气化,达到切削的目的。因     

微细电火花放电通道自身磁场仿真研究

针对微细电火花加工中放电通道等离子体电流沿电极轴向产生较强的环向磁场问题,以放电等离子体理论和麦克斯韦方程为基础,基于假设,建立了放电通道自身磁场的物理模型。结合放电通道自身磁场形式和磁场分布的特点,从静磁场微分方程出发,给出了该物理模型的理论求解方法,并应用Ansoft Maxwell有限元分析软件,对微细电火花放电通道的磁场分布和磁场强度进行了仿真分析,得到了放电通道自身磁场特性的变化规律,以及微细电火花加工工艺参数对放电通道等离子体自身磁场强度的影响规律。     

微细电火花加工用脉冲电源技术的基础研究

在微细电火花加工中，使用RC放电回路容易得到数十至数百纳秒的窄脉宽电流，但RC放电回路由于向电容器充电所需时间而不能得到很高的放电频度，严重影响其加工效率。为此，本研究开发了微细电火花加工用晶体管式脉冲电源，并对其加工特性进行了评价，找出了适合于微细电火花加工的晶体管式脉冲电源。实验结果表明，自振式晶体管脉冲电源因其加工速度慢并不适于微细放电加工。通过开发等脉宽晶体管脉冲电源，可实现脉宽80ns的放电电流，与传统的RC放电回路相比，加工速度可提高2至3倍。     

往复走丝电火花线切割加工放电通道等离子体的观测研究

通过实验直接观测电火花加工放电通道等离子体的物理现象,对分析其微观过程和机理具有重要意义。往复走丝电火花线切割加工过程中电极丝与工件之间的相对移动速度较大,其放电通道等离子体的发展过程与传统电火花加工有一定差异。利用高速摄像技术,对往复走丝电火花线切割加工单脉冲放电过程中的放电通道等离子体进行观测研究。结果表明：在脉冲放电过程中,放电通道等离子体沿着工件表面持续滑移,滑移方向与电极丝移动方向一致;脉冲放电期间有大量金属蒸气被抛出,脉冲结束阶段有大量熔融金属被抛出;金属蒸气与熔融金属的抛出方向主要沿着电子运动方向,该现象表明材料去除主要为电子对工件材料的蚀除作用。     

双极性脉冲的放电特性及其电火花加工效果

提出双极性脉冲放电加工,似乎不合电火花加工常理,但是,我们赞同关于单次脉冲放电的多通道移动理论和实验结果。本文提出了采用没有间隔停歇时间的双极性脉冲参数的试验研究结果,阐述了双极性脉冲的放电特性及其特殊的工艺规律,并提出了放电通道的两种移动变化模型。研究认为,双极性重复脉冲放电通道具有移动变化的特征,采用反向脉冲来控制工作脉冲放电的空间移动分布,使放电间隙状态相对稳定,并在铜电极表面产生形成石墨化炭膜的“复盖”效应,从而导致较好的加工效果。     

压电自适应微细电火花加工电极损耗率实验研究

针对电火花加工技术的特点,开发、研制了新型的压电自适应微细电火花加工装置,分析了该装置的加工原理.该装置有别于常规的微型电火花加工装置,可实现放电间隙与放电状态的自适应调节,促进排屑,能有效控制提弧及短路现象的出现,并能实现短路自消除,从而大幅度提高加工效率.通过大量实验,分析了各参数对电极相对损耗率的影响.实验结果表明:电极相对损耗率随开路电压和电容值的增大而增大,限流电阻R1和R2对电极相对损耗率有一定的影响.     

放电镀膜时等离子体通道内粒子状态的计算机模拟

目的 分析液相脉冲放电微观机理,解释放电过程中放电通道对电极的影响。 方法 以 45 钢表面液相脉冲放电沉积 TiC 陶瓷涂层放电沉积瞬间极板间形成的单脉冲等离子体为研究对象,用粒子模拟的方法描述了放电通道中电子、钛离子的运动及分布状态。 结果 放电通道中电子的运动较为活跃,在放电形成的开始阶段,电子由工件电极负极激发,迅速向工具电极移动,期间通过与液相介质中的中性粒子碰撞,迅速往工具电极积累,运动过程中遵循等离子体的集体运动特性,过程贯穿于整个等离子体的形成过程;在相同的时间步长内,放电通道中 Ti 离子的运动比电子要缓慢得多,在脉冲放电期间需要较多的时间才能迁移到极板。 结论 放电镀膜时,所用极间距应大于电火花成形加工时的极间距。     

电火花加工放电介质的研究

通过对电火花加工放电通道中等离子体柱的形状和放电通道的电流、电磁特性进行分析,并对电火花加工中不同介质的加工性能进行对比和总结,提出电火花加工介质的技术研究方向应符合绿色制造和资源的可持续发展的理念。     

微细电火花加工放电蚀除过程的分子动力学模拟研究

电火花加工的放电蚀除过程是在极短时间内和极微小空间内发生的,导致用观测和理论分析的方法进行研究都极其困难,因此其放电蚀除机理至今仍未能被明确的解释.论文应用分子动力学方法对微细电火花加工的放电蚀除过程和熔融区的形成及形状等进行了模拟研究,该研究基于放电通道变化的热源模型,并与放电通道恒定情况下的模拟结果进行了对比,证明...     

电火花加工过程中电极材料蚀除机理研究

从电火花加工过程中的能量分配、放电通道变化、通道热源以及电极材料蚀除4个方面，就目前国内外的研究现状以及所涉及的关键技术进行了详尽的综述。介绍了分子动力学、粒子模拟等新方法在电加工电极材料蚀除机理研究中的应用，指出了电加工过程中电极材料蚀除机理的进一步研究方向。     

复杂流道构件组合放电加工技术研究

复杂流道构件的高效、高精度加工是液体火箭发动机的核心制造技术之一,随着发动机涡轮泵功率及涡轮效率的不断提升,涡轮泵复杂流道构件的加工去除量大幅增加,同时对加工精度的要求也越来越严格。故提出了高速放电铣削粗加工与多轴联动电火花成形精密加工复合的加工工艺,通过对复杂流道构件的高速放电铣削加工电极损耗补偿和多轴联动电火花成形加工轨迹规划等技术的研究,实现了复杂流道构件的高效、高精度放电加工。     

单晶硅电火花铣削电极损耗研究

提出了一种以电火花加工技术对半导体硅材料进行铣削加工的方法,分别进行了单晶硅和45钢的电火花铣削加工,发现铣削单晶硅的电极体积相对损耗仅为0.41%,而45钢达到9.22%.针对此现象,从蚀除机理、放电间隙以及放电电流的爬坡特性方面对单晶硅放电加工特性进行了研究,并解释了其电极损耗低的原因.最后研究了不同加工规准下,单晶硅电火花铣削加工电极相对损耗的工艺规律.     

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...