發(fā)布時(shí)間：2021-03-03 22:33

  鈦合金作為一種具有優(yōu)異性能的難切削加工金屬材料,對其便捷有效的加工方法一直是科研人員關(guān)注的重點(diǎn)。電火花加工技術(shù)是一種沒有宏觀加工力的特種加工方法,非常適合對比強(qiáng)度大、耐磨性好的鈦合金材料進(jìn)行加工。但鈦合金材料的低熱導(dǎo)率特性使其在電火花成型精加工過程中穩(wěn)定性較差且電極損耗較大。本文提出了一種通過對工具電極進(jìn)行強(qiáng)制散熱的冷電極電火花加工方法,利用電火花加工中兩極的不對稱散熱方式強(qiáng)化工具電極散熱并以此達(dá)到提高鈦合金電火花加工極間冷卻、排屑及消電離作用的目的,并進(jìn)一步降低工具電極損耗,達(dá)到改善鈦合金電火花成型加工穩(wěn)定性及提高工藝指標(biāo)的目的,為此本文進(jìn)行了以下工作:(1)設(shè)計(jì)了基于熱管高效換熱以及基于半導(dǎo)體PN結(jié)Peltier效應(yīng)的冷電極結(jié)構(gòu),對兩種類型冷電極性能進(jìn)行了對比分析,最終使用半導(dǎo)體制冷片型冷電極實(shí)現(xiàn)了電極溫度的有效控制。設(shè)計(jì)了基于放電電流檢測的電火花單脈沖放電檢測控制系統(tǒng),為研究鈦合金冷電極電火花放電特性奠定了良好基礎(chǔ)。(2)對比分析了冷電極與常規(guī)電極放電時(shí)電壓、電流波形,研究表明冷電極放電時(shí)存在明顯的通道熱量補(bǔ)償階段。建立了冷電極放電通道模型,闡述了冷電極壓縮放電通道機(jī)理。(3)分別采用冷電極和常規(guī)電極在相同放電條件下進(jìn)行單脈沖放電試驗(yàn),分析了電極溫度對電火花放電間隙的影響以及對電極抗蝕系數(shù)影響。采用ANSYS有限元分析對極間溫度場進(jìn)行了仿真,從理論上論證了冷電極低損耗的特性。(4)進(jìn)行了冷電極與常規(guī)電極加工拐角精度對比試驗(yàn),證實(shí)了冷電極能縮小放電間隙,提高仿形加工的拐角精度。對冷電極和常規(guī)電極加工后工件表面微觀形貌進(jìn)行了研究。(5)對冷電極電火花加工的工藝規(guī)律進(jìn)行探索,分析了電極溫度,極性效應(yīng),電參數(shù)(脈寬,脈間,峰值電流)及介質(zhì)特性對冷電極電火花加工指標(biāo)(材料蝕除效率,電極相對損耗)的影響并進(jìn)行了優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG661

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本文編號(hào)：2490644