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制造技术与机床 2024年第5期 84-93页

作者：邓子杰林浩然张凤林郭金保蔡鹏程刘江文广东工业大学机电工程学院广东广州510006

针对采用传统的铜基磨料电极电化学放电加工颗粒增强金属基复合材料(PR-MMCs)工具电极快速损耗的问题,文章提出一种采用熔点高、硬度高的钨铜作为磨料电极的基体材料,探索一种基于钨铜基磨料电极的高速磨削辅助电化学放电加工PR-MMCs的... 详细信息

针对采用传统的铜基磨料电极电化学放电加工颗粒增强金属基复合材料(PR-MMCs)工具电极快速损耗的问题,文章提出一种采用熔点高、硬度高的钨铜作为磨料电极的基体材料,探索一种基于钨铜基磨料电极的高速磨削辅助电化学放电加工PR-MMCs的新方法。铜电极、铜基磨料电极和钨铜基磨料电极分别被用于铝基碳化硅(SiCp/Al)复合材料的加工对比实验。研究结果表明,相比铜电极和传统的铜基磨料电极,新型的钨铜基磨料电极在加工SiCp/Al中展现出更好的耐电蚀性能和加工效率:钨铜基磨料电极的电极相对损耗率(TWR)均低于铜电极和传统铜基磨料电极的电极相对损耗率,最低可达铜电极的1.1%和传统铜基磨料电极的28.8%;钨铜磨料电极的材料去除效率(MRR)均高于铜电极和传统铜基磨料电极,最高可达铜电极的8.0倍和传统铜基磨料电极的2.5倍。

关键词：金属基复合材料 G-ECDM 钨铜磨料电极电极相对损耗率材料去除率

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压电自适应微细电火花加工电极损耗率实验研究

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电加工与模具 2010年第4期 25-27,39页

作者：包广华张勤河张建华付秀琢朱玉杰山东大学机械工程学院山东济南250061

针对电火花加工技术的特点,开发、研制了新型的压电自适应微细电火花加工装置,分析了该装置的加工原理。该装置有别于常规的微型电火花加工装置,可实现放电间隙与放电状态的自适应调节,促进排屑,能有效控制提弧及短路现象的出现,并能实... 详细信息

针对电火花加工技术的特点,开发、研制了新型的压电自适应微细电火花加工装置,分析了该装置的加工原理。该装置有别于常规的微型电火花加工装置,可实现放电间隙与放电状态的自适应调节,促进排屑,能有效控制提弧及短路现象的出现,并能实现短路自消除,从而大幅度提高加工效率。通过大量实验,分析了各参数对电极相对损耗率的影响。实验结果表明:电极相对损耗率随开路电压和电容值的增大而增大,限流电阻R_1和R_2对电极相对损耗率有一定的影响。

关键词：微细电火花加工自适应调节逆压电效应电极相对损耗率

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TiB2/Cu电极电解电火花复合加工性能实验研究

TiB2/Cu电极电解电火花复合加工性能实验研究

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作者：郭媛媛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

电解电火花复合加工中工具电极的损耗是不可避免的,这直接影响了加工的精度。随着材料科学的发展,越来越多种类的元素被填加进传统电极材料,以提高工具电极的抗损耗特性。陶瓷颗粒增强铜基材料成为其中的一个研究方向。在颗粒增强铜基... 详细信息

电解电火花复合加工中工具电极的损耗是不可避免的,这直接影响了加工的精度。随着材料科学的发展,越来越多种类的元素被填加进传统电极材料,以提高工具电极的抗损耗特性。陶瓷颗粒增强铜基材料成为其中的一个研究方向。在颗粒增强铜基复合材料的研究中,由于TiB2陶瓷颗粒相对其它陶瓷增强相而言,具有熔点高,刚度、硬度高,耐磨性好,热膨胀系数低,导电导热良好等优点,因而强化效果好。由于TiB2陶瓷颗粒对铜基体的电导率和热导率影响较小,从而使复合材料具有良好的导电性及抗高温软化性能,其综合性能优于其它陶瓷增强铜基复合材料。在阅读大量文献之后,本论文将对高陶瓷颗粒含量TiB2/Cu材料电极在电解电火花加工中的加工性能和加工工艺进行实验研究。首先,根据高陶瓷颗粒含量的TiB2/Cu材料的特性,选择高温自蔓延法制备试验所需电极,并检测复合材料的物理性能和机械性能。其次,设计电解电化学复合加工实验,依据现有试验条件采用单因素法,研究在不同的电极进给速度、主轴转速下（主轴转速范围:500r/min500r/min,电极进给速度范围:20mm/min40mm/min）,TiB2/Cu复合材料的电极损耗特性和其对加工效率、工件表面质量的影响,分析其结果。然后,在相同的加工条件下,进行黄铜电极和碳化钨电极的工艺试验,比较TiB2/Cu复合材料与黄铜电极、碳化钨电极的电极损耗特性和对加工效率和工件表面质量的影响。最后,利用环境扫描电镜及能谱分析研究复合材料的腐蚀机理。在加工效率、电极相对损耗率、工件表面质量等方面,TiB2/Cu复合电极材料都表现出了稳定性。在相同的加工条件下,TiB2/Cu复合电极材料的加工效率稳定增长,其电极相对损耗率范围保持在小于2%的范围内,其工件表面的热影响层小。

关键词：电解电火花复合加工 TiB2/Cu电极材料去除率电极相对损耗率

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陶瓷—金属功能梯度材料的电火花混粉加工及多场耦合仿真

陶瓷—金属功能梯度材料的电火花混粉加工及多场耦合仿真

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作者：任磊西安工业大学

学位级别：硕士

陶瓷-金属功能梯度材料以其新颖的设计理念而备受世人瞩目,具有连续渐变的材料热力学性能,在航空航天、军事、汽车等领域有着巨大的应用前景。然而,采用传统机械加工陶瓷-金属功能梯度材料存在刀具磨损严重、成本高等问题;采用常规电火... 详细信息

陶瓷-金属功能梯度材料以其新颖的设计理念而备受世人瞩目,具有连续渐变的材料热力学性能,在航空航天、军事、汽车等领域有着巨大的应用前景。然而,采用传统机械加工陶瓷-金属功能梯度材料存在刀具磨损严重、成本高等问题;采用常规电火花可实现陶瓷-金属功能梯度材料的加工,但存在加工效率低、表面质量差的问题。为提高工件的加工效率和表面质量,本文以SiC/Al功能梯度材料为例,开展了单脉冲和连续多脉冲放电的热电耦合仿真,进行了搅拌槽固-液混合效果和粉末颗粒的均匀悬浮特性的研究,采用响应曲面法进行工艺参数优化。具体研究内容如下:针对电火花混粉加工机理尚未明确的问题,建立了陶瓷-金属功能梯度材料的电火花混粉加工热电耦合仿真模型,开展了单脉冲和连续多脉冲放电热电耦合仿真研究,分析不同工艺参数对电火花混粉加工温度分布的影响。仿真结果表明:放电凹坑形状在半径方向变化明显,在深度方向变化不明显;在相同加工参数下,电火花混粉加工比常规电火花加工产生更小更浅的凹坑。进行了搅拌槽固-液混合效果和粉末颗粒的均匀悬浮特性模拟仿真,分析了槽型、深径比、桨叶设计角、桨叶安装高度和固体颗粒浓度对搅拌槽内流场和固体颗粒悬浮的影响,进行混粉搅拌装置设计,并对结构进行了优化。结果表明:优化设计的混粉搅拌装置可实现稳定可靠的电火花混粉加工,节约了加工成本,提高了加工效率。最后采用理论与工艺试验相结合的方法对连续多脉冲放电的仿真结果进行了验证试验,结果表明:仿真结果与试验结果相吻合,模拟值和试验结果的最大误差为5.81%,最小误差为4.13%;在5-wt%SiC/Al功能梯度材料、粉末浓度4g/L、脉冲宽度175μs和脉冲间隔75μs的条件下,开展了常规电火花加工与电火花混粉加工的对比试验研究,电火花混粉加工相比常规电火花加工的材料去除率提高了 16.34%,表面粗糙度降低了 27.28%;进行了工艺参数优化,在最优工艺参数组合为:脉冲宽度50.36μs、脉冲间隔30.62μs、峰值电流15.99A、冲液压力0.79MPa和粉末浓度1.44g/L的条件下,材料去除率为51.75mm3/min、电极相对损耗率为1.484%和表面粗糙度值为4.224μm,实现了陶瓷-金属功能梯度材料的高效、低损耗、高质量加工。

关键词：陶瓷-金属功能梯度材料电火花混粉加工热电耦合仿真响应曲面法材料去除率电极相对损耗率表面粗糙度

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放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工技术研究

放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工技术研究

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作者：陈文安南京航空航天大学

学位级别：硕士

传统电火花成形加工存在材料蚀除率低、电极损耗率较高等缺陷。本文提出了一种新的加工方法——放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工。首先利用从中空电极喷出的间歇高压氧气，与极间因火花放电产生的高温活化金属发生燃烧反应，利用... 详细信息

传统电火花成形加工存在材料蚀除率低、电极损耗率较高等缺陷。本文提出了一种新的加工方法——放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工。首先利用从中空电极喷出的间歇高压氧气，与极间因火花放电产生的高温活化金属发生燃烧反应，利用金属燃烧产生的化学能，大大提高材料的蚀除率;其次在氧气关闭阶段，进行常规电火花放电加工，修整加工表面。在保证加工表面精度和质量前提下，能获得很高的材料蚀除率和较低的电极相对损耗率。本文的主要工作如下： 1、根据放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工的设计要求和目标，搭建了试验系统。 2、与常规电火花在火花油中加工、水中加工和持续烧蚀加工进行对比，结果表明：放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工具有很高的材料蚀除率，且电极相对损耗率极低;3、通过放电波形、表面微观形貌和主要成分分析等方式对放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工的机理进行初步研究。整个加工过程可分为三个阶段：a.氧气通入初始阶段，火花放电诱导金属活化;b.已活化的金属与氧气发生燃烧反应;c.氧气关闭阶段，进行常规电火花加工，修整加工表面。 4、采用FLUENT软件对加工过程中的极间气体流场进行模拟分析，结果表明：采用圆形电极加工不易烧伤，而正方形电极和长方形电极需要改进才能避免加工过程中烧伤，与试验结果相吻合。 5、研究了电参数和非电参数对材料蚀除率和电极相对损耗率的影响规律，结果表明：材料蚀除率会随着电参数和非电参数的变化而变化，而电极相对损耗率却始终保持在极低的水平。另外还针对不同的工件材料和气体介质进行研究，发现能进行间歇烧蚀加工的两个条件为：a.工件中含有能与气体介质发生反应的成分;b.反应过程中释放大量的能量。两个条件缺一不可。

关键词：电火花成形加工可控烧蚀材料蚀除机理流场加工效率电极相对损耗率

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放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工试验研究

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电加工与模具 2013年第5期 21-26页

作者：刘志东凌加健陈文安王祥志南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

提出了放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工方法,通过试验研究了电参数和非电参数对加工的影响。结果表明:该加工方法适合采用正极性加工;材料蚀除率受脉宽、脉间、低压电流、气体通断时间等参数的影响较大,受液位高度和电极壁厚的影... 详细信息

提出了放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工方法,通过试验研究了电参数和非电参数对加工的影响。结果表明:该加工方法适合采用正极性加工;材料蚀除率受脉宽、脉间、低压电流、气体通断时间等参数的影响较大,受液位高度和电极壁厚的影响较小;电极损耗率受上述参数的影响均较小,且保持在极低的水平。通过优化参数选取,与常规水中加工实验对比表明:放电诱导可控烧蚀及电火花修整成形加工的材料蚀除率是常规水中不通氧加工的8.81倍,而电极相对损耗率只有其25.5%。

关键词：电火花加工可控烧蚀蚀除率电极相对损耗率

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