多孔质电极电火花加工极间流场仿真

为研究多孔质电极电火花加工中分布式冲液对加工过程的作用机制,建立了多孔质电极极间流场模型,采用固液两相流数值方法模拟电极间冲液和蚀除产物的两相流动过程,与单孔电极进行了对比研究,并进行了电火花加工实验验证。仿真结果显示:多孔质电极的极间流场流速由于分布式冲液出口的存在而呈现分布式特征,且流场外围流速大于中心流速;采用多孔质电极后,由于分布式冲液出口的存在,能够将固相蚀除产物沿一定的通道有效排出加工区域。与仿真结果相对应,电火花加工实验结果表明:由于冲液对蚀除产物良好的排出作用,多孔质电极能够获得更高的加工效率,且加工速度随加工深度变化不大;但由于冲液影响了炭黑向工具电极的附着行为,导致工具电极相对损耗率增大。     

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。     

多孔质电极电火花加工方法及实验

为克服传统电火花加工的复杂形状电极制备周期长、大面积复杂型腔加工效率低的弊端,提出了一种用于粗加工的多孔质电极电火花加工新方法。采用紫铜颗粒高温烧结的方式实现多孔质电极的快速制备,利用多孔质电极中的孔隙实现内冲液,以达到电火花粗加工过程中快速去除材料的目的。并可采用电极端部、侧部冲液相结合的方式,提高复杂型腔电火花加工的效率。通过对多孔质电极烧结制备的实验研究,初步确定了多孔质电极的烧结工艺参数。通过加工实验证明了多孔质电极电火花加工的可行性。     

壁槽电极雾化烧蚀成形加工工艺

为解决放电雾化烧蚀成形加工盲型孔过程中出现的烧蚀颗粒大、排屑难、加工不稳定问题,制作了中空铜管与正方形紫铜块相结合的成形电极,分别对无壁槽电极和壁槽电极的极间流场及颗粒质量浓度分布进行了仿真分析与比较,基于极间流场仿真结果进行了雾化烧蚀对比实验,并对两种电极加工工件表面形貌进行了对比分析。实验结果表明：当槽宽为1 mm、倾斜角为60°时,烧蚀效率最高。在相同加工条件下进行雾化烧蚀加工时,与无壁槽电极相比,壁槽电极的蚀除速率提高了15.7%,壁槽电极的电极相对损耗率增大了6.2%。壁槽电极加工时的表面质量比无壁槽电极加工时的表面质量高。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

多孔质电极电火花加工工艺

多孔质电极电火花加工采用多孔材料作为工具电极。多孔质电极由紫铜颗粒经高温烧结获得,在加工过程中可利用颗粒间孔隙形成的流道实现分布式的全向内冲液。通过制备符合电火花加工要求的多孔质电极并搭建实验系统,对多孔质电极的电火花加工性能进行了实验研究。经与实体电极进行对比发现,在工件上表面加工较浅的型腔时,由于多孔质电极表面不平整,易发生大量的侧向放电,其在材料去除率方面与实体电极相比没有优势;而在深孔中加工时,由于排屑条件恶化,采用多孔质电极后可利用分布式的内冲液极大改善极间状态,并可采用不抬刀方式加工,相同条件下材料去除率达到实体电极的4倍。     

镍基高温合金多孔质电极电火花加工实验研究

采用一种由紫铜颗粒经高温烧结获得的多孔材料作为工具电极,并施加内冲液,分别在不同的加工方式、峰值电流、冲液流量和脉冲宽度下,对镍基高温合金GH4169进行多孔质电极电火花加工实验研究。结果表明:由于采用了分布式的内冲液,多孔质电极能以不抬刀方式加工,可获得比实体电极更高的材料去除率和更低的工具电极损耗率。但分布式内冲液对极间状态的改善作用受到峰值电流、脉冲宽度所导致的蚀除产物粒径的影响,当蚀除产物粒径过小或过大时,多孔质电极相对于实体电极的优势无法体现。     

分布式内冲液对多孔质电极电火花加工性能的影响

对分布式内冲液条件下的多孔质电极电火花加工性能进行了实验研究。实验结果表明,采用分布式内冲液方法能够达到充分降低极间蚀除产物浓度的目的,不仅可代替抬刀和平动方法,而且可采用较小的脉冲间隙以较大的占空比进行加工,获得较高的加工效率;对冲液流量影响的研究发现,随着冲液流量的增大,在冲液降低极间蚀除产物浓度和冲液干扰等离子体放电通道的双重作用下,加工材料去除率曲线变化呈现双峰值特征。通过获取极间电压和分析长连续开路时间对加工总时间的占比可知,冲液流量在增大过程中,首先使极间蚀除产物浓度降低至理想水平,再使等离子体通道扰动达到理想水平。