电极结构对短电弧-电化学复合加工深窄槽影响研究

深窄槽结构具有尺寸小、深宽比较大的特点,狭小的加工区域存在排屑不畅、散热效果差等问题。为解决深窄槽加工过程中排屑困难的问题,提出通过优化电极结构来提升深窄槽短电弧-电化学复合加工的稳定性。分别设计单孔、多孔及螺旋3种管状电极结构,对不同电极结构加工时的间隙流场状态进行仿真研究。对比不同电极结构极间介质流速与压力的分布状态,并对仿真结果进行实验验证,探究电极结构对短电弧-电化学复合加工性能包括加工效率、尺寸精度、表面质量等指标的影响。实验结果表明：螺旋电极结构相比于单孔电极和多孔电极更能改善极间的流场状态,在保证深窄槽尺寸精度的情况下提高了加工效率与表面质量。     

内外冲液组合式的短电弧铣削加工间隙流场仿真

为进一步改善短电弧铣削加工间隙排屑情况,采用内外冲液组合式,通过Fluent对其进行仿真分析,得到了流场压力、速度和蚀除颗粒分布规律。分析不同冲液方式、冲液压力和电极转速对极间间隙流场特性的影响规律,并进行单因素试验。以MRR、TWR为评价指标,找出短电弧铣削加工性能的最佳参数。     

电火花加工间隙流场的三维仿真研究

间隙流场中加工屑的分布是影响火花放电频率和放电点分布的重要因素,并直接关系到加工速度与加工精度,对间隙流场中加工屑分布情况进行研究是提高加工速度、加工精度的重要途径之一.该研究在对间隙流场中工作液和加工屑的运动进行理论分析的基础上,建立间隙流场的三维仿真模型,进行电极上下往复运动过程中间隙流场和加工屑运动的仿真计算,验证实验的结果证明了仿真方法的正确性.     

电参数对短电弧铣削加工性能影响的研究

短电弧铣削加工过程中,电参数对加工性能有着显著的影响,为了获得较好的工件表面质量、降低电极损耗以及提高加工效率,进行了电参数单因素实验研究,并对其进行分析。实验结果表明:相同加工条件下,随着占空比的增大,加工效率明显提升,但伴随着工件表面粗糙度值也相应变大;相对工具电极损耗与脉冲电压的变化息息相关,适当降低电压值可以减少电极损耗。     

短电弧数控机床加工自适应补偿研究

针对短电弧数控机床阴极电极直径无法精准检测的问题,提出一种阴极电极直径在线监测方法。利用此监测方法能准确获得阴极电极磨损量,通过数控机床的总线模块将阴极电极磨损量反馈至数控系统。数控系统通过驱动补偿轴动态调整阴极电极位置,确保阴极电极与阳极电极两者放电间隙在控制范围之内,保证加工的顺利进行。在此基础上提出一种短电弧数控机床加工自适应补偿方案,利用此方案可以实现机床自动加工,从而提高了短电弧机床的自动化程度。通过加工实验验证了此方法的可行性。     

基于短电弧切削加工技术高效性特点的研究

通过列举短电弧切削技术在水泥磨辊、立磨辊套、大型钢轧辊、磨煤辊等行业成功应用的实例,显现短电弧切削技术的高效性。通过高速摄像机拍摄短电弧的现场加工图片,得出短电弧放电通道的特点是多个点同时发生放电,并建立放电通道。再通过微观研究工具电极和工件电极的表面,结合发生放电间隙s,解释短电弧多通道群组放电的可能性,从而解释了短电弧群组加工技术的高效性。     

电火花加工基本知识讲座(五)

电火花加工的自动进给机构和自动调节系统一、自动进给机构和自动调节系统的作用和组成部分电火花加工过程中,工件不断地被蚀除,工具也有一定损耗,所以放电间隙将不断增大。必须使工具电极及时进给补偿,否则放电过程势必由于间隙过大而停止。又当电极间隙过小,引起电弧放电或短路时,必须使工具电极迅速离开工件,随即重新调节到所需之放电间隙。由于在正常加工范围内放电间隙及其许可的变动量很小,因此人工操作或恒速的“机动进给”是很难满足上述要求的,必须靠自动进给机构和自动调节系统来实现。     

型孔电解加工阴极优化试验研究

为解决电解加工型孔的加工稳定性和形状精度等问题,建立了异形孔电解加工稳定过程中加工间隙数学模型,分析了工具阴极结构对加工区域和非加工区域的电场及其均匀性以及其对电流密度与加工效果的影响,通过优化工件结构改善了加工间隙内的电场分布,使工件形状精度显著提高,并进行相关试验对仿真结果进行验证。得出结论:在相同的电解加工参数下,工具电极的结构对工件的形状精度有着显著的影响,通过优化工具电极结构,改善加工间隙内的电场分布与电流密度,让加工间隙内的流场更为稳定,使工件侧壁垂直度提高,提高了电解加工的形状精度与加工稳定性。     

用声学技术监视和控制放电加工过程

前言为了监视和控制电火花加工过程,就需要鉴别放电特征并区分出现有效放电和电弧的条件。加工过程中常须要确定加在电极和工件之间的最佳脉冲周期和间隔比。这些参数随工件材料和加工的形状而定。其它要求最佳化的参数是放电间隙大小,电极进给速度以及脉冲电压和电流。这些参数是互相联系制约的。     

供液方式对电火花线切割极间流场的影响分析

在电火花线切割加工过程中,放电间隙内工作液的流动状况对加工效率和加工质量具有重要影响。为此,建立了电火花线切割放电间隙的三维几何模型,运用COMSOL有限元分析软件对不同供液方式下的电火花线切割极间流场进行了数值模拟分析。结果表明:浸液式高速走丝加工和喷液式高速走丝加工的排屑、散热效果优于喷液式低速走丝加工,且浸液式高速走丝加工能切割大厚度工件。     

不同电极材料的短电弧铣削加工效率研究

短电弧铣削加工是一种新型的放电加工,它进一步提高了放电加工效率。论述了短电弧加工材料去除机制、去离子原则和热现象,分析了余热对材料去除率(MRR)的影响。研究了短电弧铣削加工效率的主要指标——MRR,在不同工具、工件电极的材料组合下,分析峰值电流、脉冲时间、脉冲间隔、进给速度、气压等工艺因素对MRR的影响规律。实验表明:不同电极材料组合的MRR存在差异;在大多数放电条件下,石墨电极和45碳钢工件获得较高的MRR,而紫铜电极和镍基高温合金GH4169工件获得较低的MRR。     

燃气弯管弧面结构电解铣削加工特性研究

液氧煤油火箭发动机燃气弯管具有尺寸较大、形状特殊的三维空间弧面结构,利用传统拷贝式电解加工技术难以获得理想的加工形貌.针对弧面结构燃气弯管的加工难点,研究采用电解铣削技术进行加工,基于新一代液氧煤油火箭发动机燃气弯管的尺寸等比缩小样件,试验了具有弧面结构的316L不锈钢在NaCl溶液中不同工艺参数下的电解铣削加工特性....     

Improving surface quality in BEAM with optimized electrode

Blasting erosion arc machining (BEAM) introduces a high-efficiency and low-cost machining technique in dealing with difficult-to-cut materials. Despite its high machining efficiency, the machined surface is quite rough. It leads to an excessive allowance for subsequent processing. This paper presents an optimized tool electrode design that enables an enhanced hybrid arc breaking mechanism. Both flow field simulation and machining test verify that the optimized electrode can guarantee a much better gap flow field and debris expelling effect. The corresponding machined surface is significantly improved in aspects of surface roughness, smoothness, uniformity, recast layer as well as heat affected zone.     

Carbon nanofiber assisted micro electro discharge machining of reaction-bonded silicon carbide

Carbon nanofiber assisted micro electro discharge machining was proposed and experiments were performed on reaction-bonded silicon carbide. The changes in electro discharging behavior, material removal rate, electrode wear ratio, electrode geometry, spark gap, surface finish, surface topography and surface damage with carbon nanofiber concentration were examined. It has been found that the addition of carbon nanofiber not only improves the electro discharge frequency, material removal rate, discharge gap, but also reduces the electrode wear and electrode tip concavity. Bidirectional material migrations between the electrode and the workpiece surface were detected, and the migration behavior was strongly suppressed by carbon nanofiber addition. Adhesion of carbon nanofibers to the workpiece surface occurs, which contributes to the improvement of electro discharge machinability. These findings provide possibility for high-efficiency precision manufacturing of microstructures on ultra-hard ceramic materials.     

Si3N4陶瓷引弧微爆炸加工材料去除率建模与分析

利用引弧微爆炸加工装置,以氮化硅工程陶瓷为加工对象,对引弧微爆炸加工过程的喷嘴烧损及材料去除率进行了研究。通过喷嘴烧损实验,研究了喷嘴烧损规律及喷嘴直径对材料去除率的影响;利用正交实验方法,建立了材料去除率经验模型并分析了材料去除率随加工参数的变化规律。结果显示:喷嘴直径随着脉冲次数的增加而扩展,当直径在2.4～2.8 mm之间时,可以产生最好的加工质量和最大的材料去除率;四个主要加工参数对材料去除率的影响显著,材料去除率随着工作电流、工作气压、工作脉宽的增大而增大,随着工作距离的增大而减小;建立的指数型经验模型简单可靠,与实验结果吻合良好,可以用于材料去除率的预测及控制。     

Efficiency improvement in electrical discharge machining (EDM) of constant section cavity based on experimental study and numerical calculations

Electrode jump motion is applied to most of the electrical discharge machining (EDM) machine to remove debris from machining gap. The time consumption of one consecutive-pulse discharge process between two adjacent electrode jump motions is named electrode machining time. If the two parameters can be timely adjusted to the optimal values during machining, the efficiency will be obviously improved. However, the complicated flow field of the machining gap that contains kerosene, debris, and bubbles makes it difficult to determine the optimal values of electrode machining time and jump height. This research proposes a strategy to solve this problem. By detecting the voltage and current signals between electrode and workpiece, the normal discharge frequency and abnormal discharge ratio were calculated to determine the optimal electrode machining time. Then, the optimal electrode jump height was calculated through a model which simulates the gap flow field in EDM. Experimental results show that the proposing strategy evidently improves the EDM efficiency.     

工艺参数对电火花电弧高效复合加工性能的影响研究

电火花电弧复合加工解决了电火花加工效率低的问题,与电火花加工相比,其加工效率提高了数倍,针对某些材料,其加工效率甚至超过了传统机械加工,但也存在自动化程度低、电极损耗严重等缺陷。利用电火花电弧复合加工技术进行了大量实验,并以此为基础,分析了不同加工参数下的工件性能,得到在不同峰值电流、脉宽、电极主轴转速等参数下的工件加工效率、表面粗糙度及相对电极损耗率的变化规律,以期得出针对不同加工目的的最优工作参数。