本文關(guān)鍵詞：大深徑比鎢孔電火花加工研究

  更多相關(guān)文章： 電火花加工 大深徑比小孔 電參數(shù) 表面形貌 金屬鍵合

【摘要】：大深徑比小孔的加工一直是機械加工領(lǐng)域的難題之一。電火花加工技術(shù)的非接觸式加工、無明顯宏觀作用力和“以柔克剛”等特點,使其在加工深孔,尤其在加工難加工材料大深徑比孔時具有明顯的優(yōu)勢。因此,大深徑比難加工材料孔類零件的電火花加工技術(shù)已成為當前加工技術(shù)研究與應(yīng)用的熱點。然而,在大深徑比小孔的電火花加工過程中也存在著明顯的局限性,如工具電極損耗大、加工效率低等問題。本文針對深徑比超過80:1的大深徑比鎢孔零件的電火花加工技術(shù)進行了研究,首先進行鎢材料的電火花加工基礎(chǔ)工藝研究,系統(tǒng)分析了難加工鎢材料的電火花加工特性,并對加工電參數(shù)進行優(yōu)化,為鎢孔的電火花加工電參數(shù)選擇提供依據(jù)。然后采用特殊加工工藝實現(xiàn)大深徑比鎢孔的加工。同時還對電火花加工中單脈沖放電形成的電蝕凹坑和多脈沖放電分布規(guī)律進行研究,建立電火花加工完工件表面形貌形成過程仿真模型。本文主要研究工作和結(jié)論如下:(1)通過電火花加工基礎(chǔ)工藝試驗,定量分析了采用鎢電極進行負極性加工過程中,峰值電流、間隙電壓、脈沖寬度、脈沖間隔對鎢材料電火花加工時材料去除率、電極損耗率以及表面粗糙度的影響規(guī)律,分析了材料去除和電極損耗機理。為實際加工生產(chǎn)中放電參數(shù)的選擇提供依據(jù)。(2)通過單脈沖放電試驗獲取不同電參數(shù)條件下的凹坑形狀與尺寸,建立凹坑形狀尺寸與加工電參數(shù)的關(guān)系。分析電參數(shù)對放電凹坑尺寸的影響規(guī)律,并建立單脈沖放電條件下材料去除的數(shù)學(xué)模型。進一步考慮電火花加工過程中多脈沖連續(xù)放電條件下的疊加效應(yīng)與凹坑分布規(guī)律,應(yīng)用MATLAB模擬并仿真出理想狀態(tài)下電火花加工之后的工件表面的形貌,并計算出表面粗糙度和材料去除效率,進而建立起電參數(shù)與工件表面形貌、表面粗糙度以及材料去除率的關(guān)系。(3)根據(jù)大深徑比難加工材料鎢孔的加工特點和應(yīng)用要求,提出不同的加工方案。通過探究試驗最后采用電火花加工與金屬鍵合相結(jié)合的加工方法。首先選用尺寸完全相同兩塊的鎢板,在每片鎢板上用電火花加工截面出為半圓形的微溝槽,然后在鎢板表面鍍金屬鎳。最后,將兩片鎢板上的微溝槽對合,置于高溫高壓真空環(huán)境下進行金屬鍵合,使兩塊鎢板形成一個整體,最終完成大深徑比難加工材料鎢孔的加工。
【關(guān)鍵詞】：電火花加工 大深徑比小孔 電參數(shù) 表面形貌 金屬鍵合
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 電火花加工技術(shù)概述10-14
• 1.1.1 電火花加工技術(shù)發(fā)展過程10-11
• 1.1.2 電火花加工的特點和影響因素11-14
• 1.2 小孔加工方法與研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 微小孔機械加工方法14-16
• 1.2.2 微小孔高能束加工方法16-17
• 1.2.3 微小孔電化學(xué)加工方法17-19
• 1.3 課題介紹19-24
• 1.3.1 項目研究背景19-20
• 1.3.2 論文研究內(nèi)容20-21
• 1.3.3 研究意義21-24
• 第2章 難加工鎢材料電火花加工基礎(chǔ)工藝屬性24-42
• 2.1 電參數(shù)試驗方案24-27
• 2.1.1 電參數(shù)試驗設(shè)備24-26
• 2.1.2 電參數(shù)試驗方案26-27
• 2.2 電參數(shù)對材料去除率影響27-32
• 2.2.1 材料去除機理分析27-29
• 2.2.2 單因素試驗結(jié)果分析29-31
• 2.2.3 正交試驗結(jié)果分析31-32
• 2.3 電參數(shù)對電極損耗率影響32-38
• 2.3.1 電極損耗機理分析32-34
• 2.3.2 電極損耗簡化模型與形態(tài)34-36
• 2.3.3 單因素試驗結(jié)果分析36-38
• 2.4 電參數(shù)對表面粗糙度影響38-41
• 2.4.1 單因素試驗結(jié)果分析38-39
• 2.4.2 正交試驗結(jié)果分析39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第3章 基于MATALB的表面形貌仿真系統(tǒng)42-62
• 3.1 單脈沖放電42-45
• 3.1.1 單脈沖放電熱源模型42-43
• 3.1.2 單脈沖放電材料去除模型43-45
• 3.2 放電參數(shù)對單個電蝕凹坑形狀的規(guī)律45-48
• 3.2.1 峰值電流對電蝕凹坑形狀影響規(guī)律47
• 3.2.2 脈沖電壓對電蝕凹坑形狀影響規(guī)律47-48
• 3.2.3 脈沖寬度對電蝕凹坑形狀影響規(guī)律48
• 3.3 多脈沖連續(xù)放電MATLAB仿真48-53
• 3.3.1 多脈沖放電分布模型建立48-50
• 3.3.2 多脈沖放電隨機分布仿真50-51
• 3.3.3 多脈沖放電邊緣分布仿真51-53
• 3.4 仿真與試驗結(jié)果比較53-61
• 3.4.1 脈沖分布規(guī)律試驗驗證53
• 3.4.2 工件表面形貌比較53-55
• 3.4.3 表面粗糙度比較55-57
• 3.4.4 脈沖放電次數(shù)比較57-58
• 3.4.5 材料去除率比較58-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 第4章 大深徑比難加工材料鎢孔加工62-81
• 4.1 微溝槽加工方案設(shè)計62-65
• 4.2 微溝槽電火花加工65-72
• 4.2.1 線形成型電極設(shè)計65-66
• 4.2.2 微溝槽電火花成型加工66-70
• 4.2.3 微溝槽電火花線切割加工70-72
• 4.3 鎢板高溫鍵合試驗72-79
• 4.3.1 鎢板化學(xué)鍍鎳72-74
• 4.3.2 鎢板濺射鍍鎳74-76
• 4.3.3 鎢板高溫鍵合76-79
• 4.4 鍵合質(zhì)量分析與檢測79
• 4.5 本章小結(jié)79-81
• 第5章 總結(jié)與展望81-83
• 5.1 總結(jié)81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文與研究成果清單87-88
• 致謝88

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本文編號：806939