混粉电火花加工Ti-6Al-4V钛合金表面强化研究

以石墨为工具电极,在精密电火花成型机床上进行混粉电火花加工,对Ti-6Al-4V钛合金表面进行强化处理。利用TR200手持式粗糙度仪对传统电火花加工和混粉电火花加工的表面进行粗糙度的测量,并利用SEM、XRD等研究混粉电火花加工参数对加工表面层的影响。在MMU-10G型摩擦磨损试验机上对基体表面、普通电火花加工工件及磁力搅拌混粉电火花加工工件表面进行摩擦磨损试验。磁力搅拌混粉电火花加工使得工件表面的粗糙度降低且随着峰值电流和脉冲宽度的增大而增大,提高了工件表面质量。随着峰值电流和脉冲宽度的增大强化层越均匀、致密性越好且强化层越厚。工件表面还生成了TiC硬质合金相使工件表面耐磨性得到提高,工件表面性能显著改善。混粉电火花加工后工件表面得到强化。     

混粉电火花镜面加工试验研究

利用自行研制的混粉电火花镜面加工装置，对混粉电火花镜面加工影响因素、加工表面性能等进行了深入研究，找出了粉末特性、工件材料、粉末浓度及放电参数等对混粉电火花镜面加工后表面质量的影响规律，给出了合理的混粉电火花镜面加工工艺条件。以文中确定的加工工艺条件进行锻造和压铸模具的混粉电火花镜面加工应用，结果表明，混粉电火花镜面加工技术能够提高模具制造质量、降低工人劳动强度和缩短模具制造周期。     

混粉准干式电火花加工试验研究

提出一种混粉准干式电火花加工技术,其加工介质是气液固三相流混合物。试验结果表明,材料去除率与表面粗糙度随脉冲宽度、峰值电流及分层厚度的增大而增大,脉冲间隙作用则相反,提高空气压力既有助于提高材料去除率又可降低表面粗糙度,电极损耗随脉冲宽度增大而减小,当脉冲宽度较大时电极损耗接近于零,随峰值电流增大而增加。由于液滴、粉末的介入,气体介质的绝缘强度降低,放电间隙会增加,有利于电蚀产物的排除,可减少短路、电弧放电的发生率,加工稳定性得到提高,从而材料去除率得到提高;由于粉末会产生放电分散效果,电蚀凹坑深度减小,工件表面粗糙度降低。     

混气与混粉电火花加工机理的分析

分别介绍了混粉电火花加工和混气电火花加工的特点，以及关于混粉和混气电火花加工的机理解释，对这两种加工方法的机理进行了分析比较，从而得出两种加工方法侧重点不同的结论，即同普通电火花加工相比，混粉电火花加工易于降低表面粗糙度，而混气电火花加工速度相对较快。     

混粉电火花加工工件表面质量影响因素分析

基于混粉电火花加工的对比试验,解释了表面缺陷产生的原因,获得峰值电流、脉宽、伺服电压等放电参数对白层形成的影响规律。研究结果表明在电火花加工中工件表面白层的形成是引起表面裂纹的主要原因,将峰1直电流IP降低至2A可有效减小白层的厚度,峰值过小反而会增加白层的厚度;脉冲宽度Ton的减小能降低白层的厚度且使其分布更均匀;合适的伺服电压能够使白层的表面缺陷减少。在此基础上,完成大面积工件的加工,分析热影响层的特点。     

大面积混粉电火花加工机理探讨

论述了大面积混粉电火花加工的机理，分析了大面积混粉电火花加工能提高加工表面粗糙度的原因，指出放电蚀坑大儿浅，并且在加工表面分布均匀是大面积混粉电火花加工提高加工表面粗糙度的根本原因，通过在普通和混粉工作液中的大面积电火花加工实验对比，证明以上结论的正确性。     

基于正交试验的混粉电火花加工的研究

利用正交试验法,对比分析了峰值电流、脉冲宽度、伺服电压以及空载电压等4个参数在常规电火花加工和混粉电火花加工中对表面粗糙度影响的差异,结果表眀,在混粉电火花加工中,粉末的加入使得电火花加工参数对表面粗糙度的影响显著增大,尤其在混硅粉电火花加工中,参数对表面粗糙度的影响更为明显。研究结论为混粉电火花加工的研究提供了参考。     

超声振动辅助气体介质电火花加工研究

简述了超声振动辅助气体介质电火花加工原理，并设计开发了相应的实验机床。实验结果表明：工具电极做超声振动时的材料去除率比工件做超声振动时的材料去除率要小；材料去除率随峰值电压、峰值电流、脉冲宽度、气体介质压力的增大而增大，随脉间宽度、工具电极壁厚的增大而减小。简述了超声振动辅助气体介质电火花加工材料蚀除机理。     

电极材料对电加工8418钢表面质量的影响研究

采用紫铜电极、Cu W70在变化的峰值电流(I)、脉冲宽度(ton)电参数下加工8418钢,研究电极材料及电参数对电火花加工表面质量的影响。测得了工件表面粗糙度、微观硬度、白层厚度、微裂纹,结果表明:采用紫铜电极加工时工件表面粗糙度(Ra)及白层厚度(WT)均比采用Cu W70时略大,但在精加工放电参数下,电极材料对表面粗糙度的影响区别并不明显。工件表面粗糙度与白层厚度随着峰值电流和脉宽的增大而增大,且峰值电流对白层厚度的增加起主要作用。显微硬度随着与工件表面距离的增大而急剧减小。在低放电能量时,两种电极加工的8418钢表面基本上没有微裂纹,质量较好;在中高放电能量时,紫铜电极加工的工件表面微裂纹的数量比Cu W70电极的要多,但裂纹宽度差别不大。     

激光微涂敷层的电火花后处理及其加工性能

分析、测量了不同加工条件下的材料去除率、相对电极损耗和电火花加工表面粗糙度,并研究了表面微裂纹和微硬度分布。实验结果表明,不同的材料具有类似的电火花加工性能,材料去除率随脉冲电流的增加而增加,峰值电流比脉冲宽度对表面粗糙度的影响更显著。研究结果对于选择合适参数进行电火花后处理具有重要意义。     

混粉电火花加工中极性效应的研究

为研究极性效应对混粉电火花加工的影响规律．采用钢对钢加工、铜对钢加工两种电极组合在添加硅粉的煤油工作液及普通煤油工作液中进行实验，并更换不同的极性，考察了两极材料的去除率和表面粗糙度，结果表明负极总能得到更高的材料去除率，而正极总能得到更低的表面粗糙度值。此现象可从两极表面能量密度差异的角度予以解释。     

空气中微细电火花沉积与去除可逆加工技术研究

论述了一种新的电火花加工方法。它使用通用的电火花成形加工机床,利用常见的电极材料,在空气介质中,通过脉冲放电在工件表面上沉积生长电极材料,再通过反转极性和适当的轨迹控制对所生成的沉积材料进行有选择的去除加工,进而实现材料的生长与去除可逆加工。通过对电火花加工理论的研究,预测和论证了实现这一新加工方法的可能性和实现条件。通过试验成功地将钢、铜和钨三种电极材料沉积到工件上,形成直径为 100~240 mm、高度为1 000~2 500 mm的微小圆柱体。并对沉积物进行了选择去除,实现了在同一设备上的可逆电火花加工。对沉积材料的致密性、硬度及其与工件的结合强度等进行了系统的分析,表明沉积物组织致密、坚硬,可以满足功能材料的要求。     

Development of parallel spark electrical discharge machining

This paper describes the development of parallel spark EDM method. In the discharge circuit, the electrode is divided into multiple electrodes, each of which is electrically insulated and connected to the pulse generator through a diode. A capacitor is inserted parallel to each discharge gap between each electrode and workpiece (here workpiece is common for each electrode). Compared with conventional EDM in which only a singular discharge can be generated for each pulse, multiple discharges can dispersively be generated for each pulse in parallel spark EDM. Results of experiments on parallel spark EDM and conventional EDM show that not only is the machining process more stable, but the machining speed and surface roughness can also be improved with parallel spark EDM.     

超声振动辅助混粉电火花表面强化粗糙度研究

进行超声振动辅助混粉电火花表面强化实验,分析超声振动辅助混粉电火花表面强化过程中各因素,例如脉宽、脉间、峰值电流、混粉浓度和超声振动振幅等对强化层表面粗糙度的影响规律,研究结果表明,各因素对强化层表面粗糙度影响规律明显,研究结果可以对超声振动辅助混粉电火花表面强化的工艺参数优化提供依据,对进一步的理论和实验研究具有一定的指导意义.     

Investigation on the effect of EDM process variables and environments on acoustic emission signals

Abstract

The performance of electrical discharge machining (EDM) primarily depends on the spark quality generated in the inter-electrode gap (IEG) between the tool and workpiece. A method for obtaining accurate information about the spark gap is required to effectively monitor the EDM process. The rise and fall of thermal energy in the discharge zone at a rapid rate during the dielectric breakdown produces high-pressure shock waves. This work explores the suitability of using acoustic emission (AE) generated from these shock waves and the elastic AE waves released on the workpiece due to the induced stress to monitor the performance and spark gap in EDM. The information content of the AE signals acquired at various machining conditions was extracted using AE RMS, spectral energy and peak amplitude. These features were able to well discriminate the machining condition, tool material, workpiece material, flushing pressure, current density, the initial surface roughness of the tool. Additionally, the AE signal features had a good and consistent correlation with the performance parameters, including material removal rate, surface roughness (Ra and Rq) and tool wear. The findings lay the groundwork to develop an effective, non-intrusive in-situ AE-monitoring system for performance and IEG condition in EDM.     

气体放电加工基础工艺试验研究

采用单因素法进行了基本的工艺参数(电参数、伺服参考电压等)对气体介质放电加工性能影响的试验研究。试验结果表明:气体介质的放电加工适于采用正极性加工。在试验加工的范围内,工件的蚀除速度和表面粗糙度值随脉冲宽度和峰值电流的增加而增加,随脉冲间隔的增加而减小。极间并联合适的电容能够使加工速度和加工表面粗糙度有所改善,并对此现象进行了分析。对于某一确定的加工参数,存在一个较佳的伺服参考电压值,使加工性能较为稳定。工具电极具有较高的旋转速度能够使气体放电加工性能得到提高。使用氧气介质能够实现快速电火花加工,并根据不同气体的物理性能对不同气体介质的加工性能进行了分析。工件表面显微硬度测试结果表明:空气中放电加工的工件的表面硬度比基体硬度高,比煤油中加工的工件表面硬度低。     

混粉电火花镜面加工技术的研究及进展

混粉电火花镜面加工技术能够显著改善加工表面粗糙度,提高表面质量,使电火花加工作为精密模具制造的最终工序成为可能。从混粉电火花镜面加工技术的机理性研究和工艺性研究两方面,详细论述了有关研究内容和研究进展,可为今后的深入研究提供参考。