日本放电加工的新方法和新技术

综述了日本在放电加工领域的最新研究动态，包括成形放电加工、微细放电加工和线切割放电加工三部分内容。在成形放电加工方面，主要介绍一项新技术——气中放电高速三维空腔铣的原理、实验装置及加工效果；在微细放电加工方面，主要介绍一种新近开发的可同时加工微细轴和微孔的自动微孔加工装置和目前已加工出的微细轴的最小尺寸；在线切割放电加工方面，主要介绍了提高圆角加工精度的新方法、提高放电位置可控性的新方法和新的硅锭切片方法。     

高速电弧放电加工的放电波形特征及伺服控制

基于流体动力断弧的高速电弧放电加工是一种高效蚀除工件材料的特种加工新技术,它从原理到实现都与传统电火花放电加工有着本质区别。经采样检测,高速电弧放电加工的极间放电波形特征与电火花放电加工存在明显的差异,其适用的伺服控制模型也应有所不同。为了说明高速电弧放电加工的特殊放电特性,采集分析了其间隙电压和放电电流(V-A)波形。据此建立了以间隙平均电压和放电平均电流为自变量、以进给速率为应变量的模糊伺服控制模型,有效提升了脉冲电源的放电率,使高速电弧放电加工能高效、可靠且大余量地去除难切削材料。     

碳纤维增强复合材料电火花加工温度场仿真及材料蚀除机理研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有高比强度、高比刚度和高硬度等优异特性,但由于该材料的特殊性质,采用传统的切削加工会出现分层、开裂、毛刺等加工缺陷。电火花加工技术适合加工难加工材料,具有加工CFRP的可行性。通过对CFRP进行单脉冲放电温度场仿真研究,分析其放电蚀除机理。结果表明:放电凹坑形貌与加工方向有关,当加工方向与碳纤维平行时,放电凹坑呈圆形且深度较深;当加工方向与碳纤维垂直时,放电凹坑呈椭圆形且深度较浅;此外,放电蚀除过程中受热区域的树脂材料蚀除较多,而碳纤维则会残留并裸露在放电凹坑表面。     

难加工材料的电火花加工脉冲电源研究

针对目前航空、航天等领域中日益广泛应用的硬质合金等材料出现的切削加工困难、电加工蚀除速度慢的问题,设计了带有放电爆炸力的电火花加工脉冲电源。建立了电火花放电加工的热力学传导模型,通过有限元仿真方法得出具有放电爆炸力的单次脉冲能够明显提高难加工材料蚀除量的结论。加工对比实验证明具有放电爆炸力的脉冲电源能够实现高效、稳定的放电加工。     

颗粒增强金属基复合材料的超声振动磨削放电加工研究

针对含有颗粒增强相的难加工复合材料,提出了一种超声振动磨削放电加工方法。以SiCP/Al复合材料为例,简述了超声振动磨削放电加工的原理,分析了超声振动磨削放电加工的材料蚀除过程,探讨了超声振动对加工过程的影响机理。通过SiCP/Al复合材料加工试验,比较超声振动磨削放电加工与普通放电加工的优劣。结果表明,针对颗粒增强金属基复合材料,超声振动磨削放电加工方法优于普通放电加工的结论。     

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。     

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.     

短电弧铣削加工间隙的放电特性研究

针对短电弧铣削加工过程中出现的电弧响应速度慢、频繁短路、拉弧等与间隙放电特性有关的问题,采用对加工间隙进行放电波形采集、提取、分析以及对间隙放电状态进行分类的方法,进行间隙放电特性的研究。实验结果直观地反映了不同放电状态下间隙放电波形和加工效果的差异,为改善加工效果提供了参考。     

四论放电加工的基本矛盾——论多通道放电加工的可能性

一、问题的提出放电加工的第二对基本矛盾是加工速度与表面光洁度的矛盾。虽然这对矛盾在一定程度上已由多回路放电加工所解决,然而由于分割电极制造的困难和脉冲电源的复杂化,使得有些模具和零件采用多回路放电加工经济上不合算,甚至有时技术上还不可能。因此有必要提出在整体电极上实现多通道放电加工的设想。如果这一设想能够实现,则解决放电加工第二对基本矛盾就有了比多回路放电加工简化得多的技术方案。特别是低损耗放电精加工的出现,使得这对矛盾更为突出。客观上要求低损耗放电精加工表面光洁度提高到▽6～7甚至再高些,并     

同轴电缆线对电火花微孔加工的影响研究

对于电火花微小孔加工,由于放电加工的特性所致,加工出的孔有一定的锥度。为了改善孔的锥度效果,分别使用同轴电缆与BVR单芯线作为放电线进行放电效果对比,分析同轴电缆对电火花小孔加工的影响。实验结果表明:在同等放电参数条件下,选用同轴电缆线有较好的放电效果,加工出的孔质量较好、锥度较小,同时电极损耗状态也较理想。     

硬质合金模具放电加工工艺参数探讨

根据电火花放电加工原理,对电火花线切割机床和电火花成型机床放电加工硬质合金模具６试验结果进行详细分析得出最佳放电加工参数。     

基于力反馈控制进给的电化学放电加工方法

针对电化学放电加工中随加工深度增加,加工速度和加工质量降低的问题,提出了基于力反馈控制进给方式的加工方法,分析了基于力反馈进给电化学放电加工的工作机理。通过与常规的恒速进给、重力进给等加工方式的对比实验研究,发现力反馈进给的电化学放电加工能很好地改善孔的入口质量、提高加工速度,并获得较大的极限加工深度,同时,孔的锥度也明显减小。实验结果表明,基于力反馈控制进给的电化学放电加工方法在非导电脆硬材料的微细加工中有很大的潜力。     

超声频间隙脉冲放电加工的放电特性和加工特性的理论研究

本文对超声频间隙脉冲放电加工的放电特性和加工特性进行了详细的理论研究。研究结果表明：超声频间隙脉冲放电加工的放电电流和电压特性与一般的电火花加工是不同的。并且加工效率高于普通电火花加工的效率，而其加工表面粗糙度和加工形状精度接近于普通电火花加工的表面粗糙度和加工形状精度。     

基于PMAC的高速电弧放电加工控制系统设计

针对高速电弧放电加工方法对机床加工设备的需求,基于PMAC运动控制器,开发一套高速电弧放电加工机床控制系统。该控制系统以工控机作为控制中心,采用满足高速电弧放电加工需求的功能控制软件;伺服控制平台采用PMAC运动控制器,以达到精确控制运动目的;以QT系统进行人机交互,并控制伺服运动系统、冲液系统和电源系统等完成其控制功能。通过制作系统控制柜与调试,得出设计的系统满足高速电弧放电加工需求。这为高速电弧放电加工方法的研究提供了参考。     

气中连续放电辅助加工中的控制系统设计

以压电陶瓷微位移驱动原理为基础，对精密驱动技术在气中连续放电辅助加工控制系统中的应用进行了研究。设计了一个包括单片机、压电陶瓷驱动电源、信号检测及处理电路组成的气中连续放电辅助加工控制系统。该系统能根据加工时两电极间电压的变化自动寻找最佳放电间隙，并维持辅助加工中的连续放电,可应用于一些高硬度、难切削材料的辅助加工领域。     

微细轴放电反拷成形方式的比较研究

阐述了放电反拷加工在微细轴、微细孔加工中的重要作用，介绍了4种常见的放电反拷加工方式。分析了不同进给方式对放电反拷加工结果的影响，给出了选择其中一种进给方式加工的微细轴实例。     

电解放电复合加工效果初探

通过对电解放电复合加工的电解蚀除与放电蚀除比的变化规律的研究和用电解放电与复合加工三种方法分别进行加工的实验分析,探讨了电解放电复合加工对加工速度,加工精度和表面质量的影响以及电极损耗的情况。     

放电参数对PCD表层材料微观结构影响的实验研究

通过调整电火花成形加工的主要放电参数,对聚晶金刚石(PCD)样品进行放电加工.进而对样品进行X射线衍射分析,并在扫描电子显微镜下观察其表层结构.弄清了放电加工后PCD表面变质层的主要成分及其产生的原因,分析了脉冲宽度和加工电流对PCD表面变质层深度、表面粗糙度的影响.为制定PCD放电加工工艺提供了重要的实验依据.     

超声频间隙脉放电加工的放电特性和加工特性的理论研究

本文对超声频间隙脉冲放电加工的放电特性和加工特性进行了详细的理论研究。研究结果表明：超声频间隙脉冲放电加工的放电电流和电压特性与一般的电火花加工是不同的。并且加工效率高于普通电火花加的效率，而其加工表面粗糙和加工形状精度接近于普通电火花和加工的表面粗糙度和加工形状精度。     

钛合金混合气体雾化放电烧蚀铣削加工工艺研究

采用由氧气浓度大于氮气浓度组成的混合气体与水经过雾化形成的雾化介质，通入中空旋转电极进入极间放电进行混合气体雾化放电烧蚀铣削加工，利用介质中的氧气介质与放电形成的熔融材料发生剧烈的化学反应释放热能快速实现钛合金高效蚀除，而介质中的氮气和水降低氧气浓度，实现放电加工过程的稳定性；通过单因素试验研究加工工艺参数对材料去除率等工艺指标的影响。结果显示：在相同条件下，混合气体雾化烧蚀铣削加工的材料去除率是空气雾化放电铣削加工的3倍以上，在小电流加工条件的过切量小于空气雾化放电加工；在放电烧蚀铣削加工钛合金时，材料去除率随着放电电流、脉冲宽度及气体压力的增加而增加。