模具技术讲座18 塑料模具设计与制造 第七讲 型腔加工工艺和模具的装配工艺

三、型腔的电火花加工电火花加工是成型表面的主要加工方法之一,它是利用瞬时火花放电时所产生的高温使工件表面金属局部熔化甚至汽化、蒸发而将金属蚀除下来的加工方法,可对所有导电材料进行加工,而不受材料的硬、脆、软、粘或高熔点的限制,广泛地应用各种型腔的加工。     

熔融石英激光切割表面形貌的研究

通过对熔融石英性质的简要介绍，分析了激光加工石英材料的可行性，初步探讨了激光切割的熔化表面、熔化面和熔化层的形成机理，并结合实验研究。分析了激光切割石英的典型表面形貌。这对理解激光加工熔融石英过程，控制加工质量有着重要意义。     

高性能电火花线切割脉冲电源的研究

本文通过对电火花加工放电过程及材料腐蚀过程的研究,深入分析了电火药线切割加工脉冲放电波形与参数对加工工艺指标的影响,并通过对各种电源波形与参数组合的试验,摸索出提高电火花线切割加工工艺指标的规律,首先确立了适应电火花线切割加工的比较理想的脉冲电源形式,即与传统的矩形波完全不同的新型高频分组波电源。此种形式的电源经过十余年的实际考验证明,它有效地解决了加工速度与表面光洁度的矛盾,使电火花线切割加工的表面光洁度提高了一级到一级半;在相同光洁度的情况下,加工速度可提高(50～100)%,因此成为目前广泛应用的电源形式之一。     

负极性电火花加工时的电极损耗机理及积碳层的减损作用研究

本文基于场致发射理论,对负极性电火花加工时电极材料的损耗情况及极间做功能量进行了研究,设计并分别进行了不同工艺参数下紫铜电极和A3#钢电极单孔负极性电火花加工对比实验.实验研究结果表明:相同工艺参数下,紫铜电极比A3#钢电极加工时的极间放电能量大,加工效率高且电极材料的损耗率低:表面积碳层对紫铜电极材料有着良好的减损作用,而对A3#钢电极则作用甚微;且对紫铜电极而言,在保证有效消电离的情况下,极间有效放电时间比越高,加工效率越高,电极的损耗率越低,而相应的积碳层对电极材料的减损率则减小.     

基于CPLD的激光驱动电源的设计

1 引言 激光加工主要是利用CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,来完成所需轨迹图形的切割或者相应工艺品表面的雕刻.激光加工属于非接触加工,具有加工方法多、适应性强、加工精度高、质量好和加工效率高等优点.激光驱动电源作为激光器的直接控制单元,其光开关响应的最高频率和出光功率稳定和可靠性会直接影响最终的加工效果.基于快速响应和出光稳定的需求,乐创自动化技术有限公司研发了一种基于CPLD的数字式大功率激光驱动电源.     

基于AT89系列单片机的高频脉冲电源设计

<正>电火花线切割机(Wirecut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联,我国是第一个用于工业生产的国家。电火花线切割脉冲电源是数控电火花线切割机床的重要组成部分,本文所设计脉冲     

线切割电参数对熔化层的影响

本文研究了用不同工作液来切割钝铁试件,结果表明合理选择工作液和水可以有效地改善表面的黑白条纹状况,提高切割速度;研究了对几种模具材料的切割,结果表明,线切割熔化层厚度随着脉冲宽度的增加而增加。但是,同一切口的两个侧面熔化层厚度,有时相差不大,有时差异甚大;研究了线切割纯铁试件时,钼丝成分不仅向线切割表面转移,而且渗入了熔化层中。     

晶体玻璃三维打孔获得成功

日本丰桥技术科学大学的池野顺一教授等完成了目前被认为是不可能的晶体玻璃三维激光打孔实验,并获得成功.晶体玻璃常被用作硬盘基板等精密部件,由于经常发生裂纹,很难加工.研究人员从分析玻璃的损坏机理着手,发现被激光损坏的玻璃,其内部形成熔融部分,以此熔融部分为中心,裂痕向外延展.据分析,这是由于激光照射了的表面,经大气被冷却,故熔化从其内部开始,由于膨胀力的缘故,使玻璃受损.对此,研究人员将很好地吸收激光的合成墨水染料涂在玻璃表面进行加工.结果,熔化的玻璃从玻璃表面飞散,一个脉冲的光照射,可形成深410μm、直径200μm的加工穴,若反复照射激光,可形成圆锥状的加工孔.在加工孔端部的熔化层残留着大量易吸收激光的铝化合物,可以发挥与染料相同的作用.因此,若以某个能量密度照射激光,则透过玻璃坯料,可实现只对加工孔的尖端部进行加工的三维打孔技术.经过实验,每90°改变一次照射方向,成功地实现了锯齿状微孔加工.(No.20)     

激光上釉——产生和控制猝冷金相显微组织的一种新工艺

发展了在多次重复的冷却速率条件下产生猝冷金相显微组织的一种新的处理工艺。通过高能量密度的连续波激光束的快速扫描，在金属材料表面产生一薄层熔化层。很高的能量传递速率，促使局部表面以极高的速率熔化，即所吸收能量的主要部分是用于熔化材料，而耗于加热固相次表面的只有很少的一部分能量。这样，在材料表面熔化一薄层的同时保持冷基质性质以使熔化层在激光扫描之后产生快速淬火。对纯镍的计算表明：2.5×10-3亳米厚的熔化层的冷却速率可达5×108开氏温度/ 秒，而2.5×10-2亳米厚的熔化层的冷却速率可达5×106开氏温度/秒。快速淬火的重要性在于：在固相中可保留（或几乎保留）液相的无比均匀性，这种组织既可就此使用或再经转变可产生其它所期望的性能。这种处理工艺叫做“激光上釉（Laser Glazing)”。已经证明这种处理能在大块金属表面上产生许多种新奇的有趣的金相显微组织。激光上釉可在大块基质上产生低熔点共晶池成分的非晶态表面层。在其它组成上分布着固溶相。这些可以分解成微细的固态的各种多相显微组织。这样的组成是新型的弥散强化合金的候选者。在含较多第二相的组成中，得到了极细的纤维状共晶显微组织。已由实验证实：对多种单晶基质材料，在不同取向上存在强烈的附晶生长（外延生长)倾向。激光上釉（以及激光表面合金化，上釉后热处理，和/或形变处理）可作为产生许多新奇表面显微组织及性能的一种灵活手段。虽然目前首先把它用于材料的表面处理工艺，也可能通过接续的层层上釉的迭加来处理整体材料。     

用RHEED方法实时观测GaSb晶体表面的溶化

晶体不存在过热溶化。人们普遍认为，这是因为在熔点之下晶体的某些表面已发生表面熔化。熔化层的厚度随温度升高而增加，从几个原子层到百个原子层，达到熔点时晶体则完全熔化。已观察到Pb、Au、Cu、Ag及H2O等晶体一些晶面的表面熔化现象。表面熔化已成为人们关注的一个重要     

激光在光学玻璃抛光中的应用

利用熔化或软化薄表面层以及此后硬化的方法进行材料处理多年来一直是科学家们感兴趣的研究课题.这种方法能够增强或改变材料表面性质,尤其是用于粗糙表面抛光.能抛光或者说能减少表面粗糙度是因为在熔化或软化的表面上存在有驱动物质流动的表面张力.这个表面薄层的厚度至少必须等于初始表面粗糙度峰至谷的高度.此外,只有当表层熔化或软化保持足够长时间时被抛光表层的流动才能发生.     

基于BP神经网络的超声磨料混粉电火花加工模型

由于超声磨料混粉电火花加工是一个复杂的过程，难于建立精确的加工理论模型。应用BP神经网络实现了超声磨料混粉电火花加工的模型建立，并通过该模型对超声磨料混粉电火花加工试验研究的零件表面粗糙度和加工速度进行了预测，预测结果与实际试验数据有较好的一致性，可用于指导实际超声磨料混粉电火花加工。     

水中电火花加工的探讨

水介质与油介质相比有许多优点,但是目前对水中电火花加工了解的很少。本文通过在蒸馏水中电火花加工钢与煤油中加工钢进行比较,以了解蒸馏水对电火花加工的生产率,电极损耗和表面质量等的影响规律。文中讨论了蒸馏水中放电电压、放电间隙、电极表面镀覆灰色膜以及水介质的使用等问题,并提出了使用水介质电火花加工的脉冲电压波形。     

带热障涂层的高温合金飞秒激光旋切打孔

针对燃气轮机叶片气膜孔传统加工方法存在的缺陷,采用飞秒激光旋切带热障涂层的高温合金加工气膜孔,获得了无裂纹、无附着残渣及无重铸层的锥孔。结合飞秒激光加工过程中材料的去除机理,分析得出:等角速度旋切造成的孔锥度较大;材料的去除过程为绝热冷却过程,即与周边材料几乎没有热交换,未发生基体材料熔化后重新凝固形成重铸层的过程。然而,在孔的入口发现黑色附着物,随着加工次数的增加,逐步覆盖整个入口边缘的部分。试验过程中可收集到含有镍、锆、氧等元素的纳米颗粒,证明被去除的材料通过液相爆破的方式以纳米颗粒的形式快速离开基体,从而解释了加工后在孔壁未发现大量附着残渣粘连的原因。相对于低速单层旋切,高速多层旋切加工效率更高。     

关于电火花线切割变质层的研究

本文论述了电火花线切割变质层的表面形貌,化学成分、组织结构,该层对机械性能的影响,存在于该层中的残余应力情况,以及线切割加工中的裂纹和形变的发生和防止方法;提出了改善电火线切割变质层性能的途径和方法,并列举了一些实例。对提高模具的使用寿命有重要的意义     

0.22 THz折叠波导慢波结构微细WEDM加工技术

0.22 THz 折叠波导慢波结构具有尺寸小,刚度低,精确度与表面光洁度要求高,结构复杂的特点。若采用微数控铣削加工方式,加工产生的应力易造成零件变形。微细电火花线切割加工技术为无刚性电蚀加工,非常适合慢波结构的微细加工。本文从微能脉冲电源、微细电极丝、表面质量、表面残余应力等方面,介绍了0.22 THz 折叠波导慢波结构微电火花线切割加工技术,实践证明：采用微电火花线切割加工工艺加工出的0.22 THz 折叠波导慢波结构,经测试满足了设计要求。     

SiCp/6061Al复合材料激光表面熔化及合金化显微组织与耐蚀性

为提高颗粒增强铝基复合材料耐蚀性，对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面熔化和激光表面合金化。结果表明：激光表面熔化后，因熔化层中形成大量耐蚀性低的针状Ａｌ_４Ｃ_３相及Ａｌ_４ＳｉＣ相而使激光表面熔化层耐蚀性降低，以Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ粉末为原料对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面合金化后，合金层耐蚀性明显提高。     

涂层铝合金的激光内部熔化行为

选择LY12作为原材料,用等离子喷涂方法制备0.1 mm厚的纯Ni涂层,然后采用CO2激光器进行单道激光处理.结果表明,在适当的激光加工参数条件下可以实现涂层不熔但衬底熔化.分析认为,由于涂层熔点远高于衬底熔点,当涂层外表面温度低于涂层熔点但界面温度高于衬底熔点时,熔化会从界面开始并向衬底深处扩展,但过高或过低的温度梯度都会抑制这一现象的发生. 实验同时表明材料内部熔化的深度存在突变现象.实验还表明,界面熔化处出现冶金反应层.而一般认为,热喷涂时会在铝表面形成高熔点致密氧化铝膜,只有在涂层和衬底全部熔化时,熔体原子才会有足够的能量冲破氧化层而发生冶金混合.因此,应进一步研究界面反应物的组织结构以弄清内部熔化行为.(OE28)     

微凸起及微坑结构的放电加工基础性研究

机械零件表面形成微凸起及微坑结构在摩擦学、仿生制造等领域具有重要意义.微细电火花加工是一种重要的精密微细加工技术,已经成为微三维实体制造的有效手段之一.通过选用合适的切割轨迹和电参数,能以电火花线切割微精加工多种形状的微凸起电极,继而以电火花成形加工出微坑结构;或者直接用电火花线切割加工微凸起结构.分析了加工电参数对电极制备精度的影响及加工前后电极形状尺寸的变化,研究了所获微坑的几何参数及表面形貌特性,并对微凸起、微坑以及平面结构的摩擦磨损性能进行了初步分析比较.     

正极性电火花加工的损耗机理及其参数分析

本文基于场致发射电子对阳极表面材的料溅射能量分析,研究了引起正极性电火花加工时阳极材料的损耗机理,并给出了正极性加工时电极损耗率的理论极大值与极小值方程。设计并进行了不同工艺参数下紫铜电极和A3＃钢电极单孔电火花加工对比实验,实验表明：相同工艺参数下,紫铜电极比A3＃钢电极加工时的极间放电能量大,加工效率对比上前者是后者的极的75倍多,但电极材料的损耗率对比上,前者是后者的近10倍;不同工艺参数下,极间有效放电时间和放电能量越大,加工效率越高,相应的电极的损耗率也增加,但损耗率的增加程度要远小于加工效率的提高程度。