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。     

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。     

Ti-6Al-4V短电弧铣削加工热源的有限元分析

为确定短电弧铣削加工的热源,选取高斯热源和均匀热源,以Ti-6Al-4V为工件材料,分别建立两种热源下的三维短电弧单凹坑有限元仿真模型。开展单脉冲实验,分析采集的电压、电流波形;观看高速摄像机拍摄的照片;对比超景深拍摄的单个凹坑尺寸、三维形貌、轮廓曲线,得出高斯热源更适合短电弧铣削加工。并在确定热源的基础上截取三维凹坑的二维截面,证明所建立的高斯热源模型是可靠的,能比较准确地模拟短电弧铣削放电凹坑形成过程。     

基于直流电源的短电弧铣削加工性能研究

为了探究直流短电弧铣削加工性能,分别以管状镀铜石墨为工具电极,45钢作为工件材料,分析电压、电极转速、加工深度对电极损耗率、材料去除率(MRR)和表面质量的影响规律.试验结果表明:增大电压可以有效提高MRR,但会降低工件表面质量;提高电极转速不仅能够改善工件表面质量,同时还能获得较高MRR;加大铣削深度能够大大提高MR...     

W-Cu电极材料的短电弧铣削加工性能试验研究

为掌握短电弧铣削加工工艺规律,应尽可能控制其加工效果,实现高效率、低损耗的目的,基于系统的工艺试验研究,选择W-Cu、石墨作为工具电极,开展不同电极材料对工作介质注入、蚀除物抛出、电能利用率影响规律的短电弧铣削工艺试验,获取各工艺参数对MRR、TWR、表面形貌和金相组织等评价指标的影响规律,并进一步解释其规律成因,发挥短电弧高效加工硬质合金的优势。     

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。     

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。     

短电弧机床加工电源的反馈环路设计

为使短电弧加工过程中电弧放电通道更容易、有效地建立,使其电源电气特性满足试验要求,通过分析短电弧加工脉冲电源系统的增益特性,设计出满足短电弧加工试验所需的电源反馈环路,并建立基于Matlab的电源反馈环路仿真模型,通过仿真验证了设计的电源反馈环路具有输出电压平稳,受外界干扰小,响应速度快等优点,具有良好的可行性及稳定性. 最后通过电源空载及短电弧切削加工试验,验证了设计的电源反馈环路能够满足短电弧加工试验所需要求,为短电弧加工机理研究提供了重要的技术支持.     

振动辅助电弧铣削加工技术实验研究

通过对电弧加工技术、电弧铣削加工技术及其机理的总结,提出了振动辅助电弧铣削加工技术。利用自行研制的实验装置,对有、无叠加振动的铣削加工放电波形进行了分析,研究了振动频率对加工速度、电极损耗的影响。结果表明:在较高频率与较大振幅的条件下,通过叠加振动可提高电弧铣削过程的稳定性,并提升加工速度,降低电极相对损耗,进而改善加工精度。振动所起的良好作用是由于叠加振动能促进放电并减少短路。     

不同工具电极材料对短电弧铣削加工GH4169的影响研究

在短电弧铣削过程中,电极材料直接影响工件表面质量、电极损耗及尺寸精度等。选取石墨、紫铜、碳钢、铝4种工具电极材料,在同一电参数下,通过实验分析4种电极材料对镍基高温合金GH4169工件的影响规律,包括表面宏观质量、极间电压-电流波形、电极放电性能、表面形貌、化学成分、显微硬度等,结果发现石墨电极材料更适合短电弧铣削加工。     

直流短电弧铣削加工GH4099的影响研究

为了探究直流短电弧铣削加工GH4099高温镍基合金的性能,采用空心管状石墨作为工具电极,以GH4099为工件材料,通过单因素试验分别分析输入电压、主轴转速以及冲液压力对GH4099的材料去除率(MRR)、工具电极损耗率(TWR)、表面质量和金相组织的影响规律。结果表明：随着输入电压和冲液压力的增大,MRR均呈现先增大后减小的趋势,TWR呈现先减小后增大的趋势;增大输入电压,热影响层变厚;适当提高冲液压力,能够降低加工中的短路现象、工件表面微裂纹和冲蚀孔洞的数量,有利于改善工件表面质量;随着的主轴转速的增大,工件表面质量也有所改善。     

短电弧数控铣削加工的优化

基于不同电极材料的加工特性,采用空心柱状石墨电极对特硬超强难切削材料——镍基高温合金GH4169进行高速电弧放电加工。实验表明:在气液混合介质下(气体0.3 MPa,液体0.1 MPa),电压为25 V,占空比为50%,频率为500 Hz时,空心柱状石墨电极能够达到相对最优的材料去除率和表面质量,且电极损耗相对较小。同时为了避免加工中出现短路现象,基于高速数据采集系统,以PCI-1716数据采集卡为硬件平台,借助于Advantech 32位DLL驱动程序接口,采用Borland Delphi 7.0 Pascal语言进行硬件驱动和控制,实现短电弧加工中电流信号的实时监控。     

电参数对短电弧铣削加工热影响层厚度的研究

在短电弧铣削加工镍基高温合金GH4169时,利用有限元分析软件对短电弧铣削加工热场进行仿真模拟计算,并通过实验得到验证,从而进一步分析了脉冲电压和占空比对短电弧铣削加工工件的热影响层厚度的影响规律。结果表明:一定频率下,当保持占空比不变,电压大小的变化对工件的热影响层厚度影响不大;当保持电压不变,随着占空比的增加,工件的热影响层厚度也相应增加。     

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....     

波形刃铣削刀片的磨损特性实验研究

本文通过调质45钢的铣削加工实验,对比研究了波形刃铣削刀片和直线刃铣削刀片的磨损特性,分析了铣削过程中刀具磨损对铣削力的影响规律;利用影像仪和扫描电子显微镜对磨损后的刀片进行观察,研究了两种刀片的磨损形态和磨损机理。实验结果表明:单齿铣削时,直线刃铣刀的铣削力和磨损值均小于波形刃铣刀;双齿铣削时,波形刃铣刀铣削性能优于直线刃铣刀,不仅单点铣削力小,而且具有良好的分屑及散热效果,铣削超过50 min后其磨损量约为直线刃铣刀磨损量的70%。波形刃铣刀多齿铣削具有良好的铣削性能。     

电弧铣削电极损耗及补偿研究

对电弧铣削加工中电极的损耗状态进行分析,建立了电极蚀除形状模型。通过神经网络得到加工参数、状态参量及电极损耗量之间的映射关系;同时提出电极损耗预测补偿方法,使加工过程能实时连续地进行,进而提高零件的加工效率,获得较好的表面质量。