一种电火花沉积接触力自动控制装置和沉积试验

为了研究接触力对电火花沉积过程的影响,设计了一种电火花沉积接触力自动控制装置,进行了不同接触力下的自动沉积试验,分析了不同接触力下的沉积效率、质量转移效率、沉积层表面形貌和各种放电波形的数量等.结果表明,接触力为1.0 N时,取得了较大的沉积效率和质量转移效率,沉积层的表面质量也较好.设计的电火花沉积接触力自动控制装置...     

电火花沉积的放电参数闭环控制系统研制

为实现电火花沉积的自动化,研制了一种电火花沉积的放电参数闭环控制系统,能够实时采集沉积过程中的放电参数,基于放电脉冲平均电压与接触力呈反比的线性规律,通过调节进给电机和进给滑台控制工件与电极的接触力进行放电脉冲平均电压的闭环控制,实现了电极的自动进给调节.采用模块化技术设计了控制系统的模拟电路、数字控制电路和控制软件,缩短研制周期,使可靠性得到保证,便于升级和扩展.电火花沉积的试验结果表明,研制的放电参数闭环控制系统能够实现电极与工件的稳定接触,获得均匀致密的沉积层,便于实现电火花沉积的自动化操作,有利于电火花沉积技术的推广应用.     

旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理

为了研究旋转电极电火花沉积/堆焊的放电机理,文中进行单点间隙放电、单点接触放电和旋转电极连续放电试验,对放电过程中两极之间的电压和电流波形进行了采集和分析. 结果表明,在一定的电压和间隙条件下,电极与基体之间的介质能够被击穿出现间隙放电现象. 接触放电现象主要包括短路放电和间隙放电两个阶段. 旋转电极沉积/堆焊过程中电极与基体的接触状态复杂多变,放电过程中既存在非接触放电现象,也存在接触放电和短路放电现象,其中大部分是接触放电现象.     

电火花沉积技术研究进展及其在航空制造中的应用

为实现电火花沉积的自动化,研制了一种电火花沉积的放电参数闭环控制系统,能够实时采集沉积过程中的放电参数,基于放电脉冲平均电压与接触力呈反比的线性规律,通过调节进给电机和进给滑台控制工件与电极的接触力进行放电脉冲平均电压的闭环控制,实现了电极的自动进给调节.采用模块化技术设计了控制系统的模拟电路、数字控制电路和控制软件,缩短研制周期,使可靠性得到保证,便于升级和扩展.电火花沉积的试验结果表明,研制的放电参数闭环控制系统能够实现电极与工件的稳定接触,获得均匀致密的沉积层,便于实现电火花沉积的自动化操作,有利于电火花沉积技术的推广应用.     

电火花沉积电极材料过渡形态研究

电火花沉积层由电极材料过渡沉积构成,因此研究电极材料的过渡形态对研究电火花沉积效率和沉积层质量等具有重要意义。通过不同能量条件下电火花沉积试验,研究电极材料过渡物质形态及其对沉积效率和沉积层质量的影响。结果表明:电火花沉积效率受放电能量、电极端部基础温度、电极材料过渡形态等影响;电火花沉积的单次放电能量、放电时机,电极材料的单次熔化量、过渡时机、过渡物质形态等的不确定,影响沉积的稳定性和可控性;电极端部基础温度由电火花放电形成的热源和传导、对流、辐射等形成的冷源共同决定,对电火花沉积效率和沉积层质量有重要影响;电极基础温度低于熔点时以液态过渡为主、等于熔点时以半固态物质团过渡为主、高于熔点时以液态过渡为主。     

基于正交试验的圆柱电极参数对电火花沉积质量影响分析

在圆柱电极与基体线接触情况下,设计并进行了电火花沉积正交试验,分析了电极直径、电极厚度和电极转速对质量转移效率、沉积效率和沉积层表面粗糙度的影响,并优化了圆柱电极参数.结果表明,在一定试验条件下,采用圆柱电极能够获得较均匀致密的沉积层,随着电极直径与电极转速的增大,间隙放电数量增加,火花和飞溅增多,沉积层表面粗糙度增加...     

气中微细电火花沉积加工的单脉冲放电过程热力学仿真(英文)

建立气中微细电火花沉积加工过程电极材料的热物理模型。利用有限元分析软件ANSYS对单脉冲条件下的工具电极和工件的瞬态温度场进行数值模拟,分析热源形式、初始边界条件和放电能量分配对工具电极和工件材料蚀除形式的影响,并预测适合微细电火花沉积加工的工艺参数。采用仿真预测得到的工艺参数,在高速钢工具表面稳定沉积出直径约200μm、高度约1.2mm的微圆柱结构。对沉积材料微观组织结构的测试分析表明,沉积材料与基体结合紧密。工艺实验和测试分析证明了所建立的微细电火花沉积加工过程的单脉冲放电热物理模型和有限元求解过程的正确性。     

电火花沉积工艺对点焊电极TiC沉积层厚度的影响

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型点焊电极,以TiC作为熔敷材料,进行了点焊电极表面电火花沉积TiC工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体电极转速、振动频率、沉积时间)以及前处理与后处理对沉积层厚度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层厚度的主要因素;振动频率对沉积层厚度有一定的影响;基体电极转速、沉积时间对沉积层厚度影响较小。试验条件下最佳的工艺参数是:电容量30000μF,基体电极转速1320r/min,振动频率50Hz,沉积时间120s。前处理(沉积前清洗)对其厚度影响很小。后处理(沉积后700℃×30min退火)促进元素扩散并减小沉积层厚度。     

电火花沉积熔滴过渡过程材料流动规律仿真研究

电火花沉积材料的过渡形式、过渡形态、结合过程等对沉积的效率、稳定性及沉积层质量有重要影响.为了探究电火花沉积的熔滴转移过程,建立了电火花沉积两极间熔滴过渡的仿真模型,模拟了电极表面熔融液滴变形及脱落的过渡过程,分析了过渡过程中熔滴的形态变化、压力分布及流动趋势.结果表明:熔融电极材料在重力、表面张力及等离子流力的作用下...     

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。     

Effect of electrode material on electrical discharge machining of alumina

Technologies for machining advanced insulating ceramics are demanded in many industrial fields. Recently, several insulating ceramics, such as Si₃N₄, SiC and ZrO₂, have been successfully machined by electrical discharge machining (EDM). As unstable discharges occur during the machining of Al₂O₃ ceramics, inferior machining properties have been obtained. The formation mechanism of the electrical conductive layer on the EDMed surface is much different as compared to other ceramics. In addition to this, the electrically conductive layers are not formed sufficiently to adhere to the EDMed workpiece surface and keep a stable and continuous discharge generation on the ceramics. Graphite is widely used as electrode material in EDM. It is expected that carbon from graphite electrode implant and generate a conductive layer. Copper, graphite (Poco EDM-3) and copper-infiltrated-graphite (Poco EDM-C3) electrodes were used to compare the effects of generation of a conductive layer on alumina corresponding to EDM properties. The electrical discharge machining of 95% pure alumina shows that the EDM-C3 performs very well, giving significantly higher material removal rate (MRR) and lower electrode wear ratio than the EDM-3 and copper electrodes. The value of MRR was found to increase by 60% for EDM-3 with positive electrode polarity. As for EDM-C3, MRR was increased by 80% under the same condition. When the results were investigated with energy dispersive spectroscopy (EDS), no element of copper was observed on the conductive layer with both EDM-3 and EDM-C3. However, surface resistivity of a conductive layer created with EDM-C3 is less than with EDM-3. Surface roughness was improved to 25 μm with positive polarity of EDM-C3.     

脉冲电磁装置放电回路参数对电磁力的影响

针对电磁力非接触随焊控制焊接应力应变新方法,采用ANSYS软件模拟分析了脉冲电磁装置放电回路参数对轴向电磁力密度(f_(ymax))的影响。研究结果表明,随着回路电阻、回路电感和线圈-焊件间隙的增加,f_(ymax)呈指数减小。在随焊控制焊接应力应变时,应尽量减少装置中的回路电阻和回路电感,并使线圈靠近焊件表面。     

Electrochemical deposition of cupric ions for the determination of mass transfer rates to a stepped rotating cylinder electrode

The stepped rotating cylinder electrode (SRCE) geometry has been developed as a simple aid to the practical study of the flow-enhanced corrosion and applied electrochemistry problems commonly observed under conditions of disturbed, turbulent flow. The electrodeposition of cupric ions from an acid sulphate plating bath has been used to characterise differential rates of mass transfer to the SRCE. The variation in thickness of electrodeposited copper films has allowed the mapping of local rates of mass transfer over the active surface of this geometry. Both optical and scanning electron microscopy were used for the examination of metallographic sections to provide a high resolution evaluation of the distribution of mass transfer coefficient. Results are also discussed using the convective-diffusion model in combination with the existing direct numerical flow simulation (DNS) data for this geometry.     

硅片自旋转磨削中基于作用力的微观接触仿真研究

采用杯型金刚石砂轮进行硅片自旋转磨削是典型的硅片超精密磨削加工形式。本试验从其磨削过程中抽象出砂轮微单元与硅片的微观接触作为研究对象,建立基于作用力的仿真模型,采用软件LS-DYNA对自旋转磨削微观作用过程进行了模拟,对作用过程中硅片与砂轮微单元的应力应变情况进行了有限元分析。结果表明:硅片材料存在相应弹性转塑性和塑性转脆性的临界位移与载荷;在硅片塑性区域切向滑动时可在硅片表面产生塑性沟槽与隆起;砂轮微单元上的磨损可依据其仿真数据作出判断。研究为硅片磨削及砂轮磨损机理研究提供支撑。      

等离子旋转电极雾化熔滴的热量传输与凝固行为

建立了在等离子旋转电极雾化 (PREP)制取合金粉末的过程中雾化熔滴的轨道运动方程 ,讨论了雾化熔滴在凝固过程中的热量传输与凝固行为 ,并确定了定量计算换热系数所需的雾化熔滴初始速度。用数值求解方法计算了FGH95高温合金雾化熔滴在PREP过程中的速度及其在凝固过程中的温度、固相分数、冷却速率等凝固参数。结果表明 :在作者提出的工艺参数下 ,FGH95合金熔滴的冷却速率达 10 4 K/s量级以上 ,合金过热度对冷却速率的影响主要在全液态阶段 ,而冷却速率和固相分数对氩氦气体的混合比例极其敏感     

点焊电极表面电火花振动熔敷TiC工艺参数优化

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型电极,以TiC作熔敷材料,对点焊电极表面进行了电火花振动熔敷功能强化层工艺试验.通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体转速、振动频率、沉积时间)对沉积层硬度和厚度的影响.结果表明,电容是影响电火花沉积层硬度和厚度的主要因素;振动频率对沉积层性能有一定的影响;基体转速、沉积时间对沉积层性能影响较小.试验条件下最优工艺参数为电容量30000 μF,基体转速1320 r/min,振动频率50 Hz,沉积时间120 S.     

Reliability of electrode wear compensation based on material removal per discharge in micro EDM milling

This paper investigates the reliability of workpiece material removal per discharge (MRD) estimation for application in electrode wear compensation based on workpiece material removal. An experimental investigation involving discharge counting and automatic on the machine measurement of removed material volume was carried out in a range of process parameters settings from fine finishing to roughing. MRD showed a decreasing trend with the progress of the machining operation, reaching stabilization after a number of machined layers. Using the information on MRD and discharge counting, a material removal simulation tool was developed and validated.     

电极力对Cr12MoV电火花沉积YG6工艺影响

电火花沉积工艺自21世纪初开发以来,由于放电时间短,沉积层结合力强,被广泛应用于材料延寿及表面改性等领域.文中利用自动电火花沉积系统,结合高速摄像技术、金相分析技术,研究了Cr12MoV模具钢沉积YG6工艺过程,分析了电极力对沉积表面粗糙度、沉积效率的影响规律.结果表明,电极力是影响沉积层质量与沉积效率的关键参数,通过反复试验得到该工艺中的最优电极力参数为1.6 N,在此参数作用下,电火花放电形成了火花放电为主与短路放电为辅的放电形式,沉积效率高,表面粗糙度低.