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机夹硬质合金刀片电火花加工工艺及装置的研究

作　者: 葛磊磊
导　师: 王斌修
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 机夹硬质合金刀片 夹具 电火花加工 涂敷 加工工艺
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前,新材料刀片层出不穷,但硬质合金刀片仍然占据重要地位,尤其机夹硬质合金刀片更是应用广泛。其加工方法以磨削为主,然而磨削产生的磨削裂纹严重影响了刀片的加工质量和使用寿命。因此有必要改变加工方法以提高机夹硬质合金刀片的性能。在此采用电火花加工的方法,其属于电腐蚀加工,热影响区小,因此能很好的解决磨削产生的微观裂纹的问题。电火花加工时,最重要的是加工条件的设定,若加工条件控制不当,刀片也可能产生裂纹等表面缺陷,影响到刀片的使用寿命。因此有必要对电火花加工硬质合金刀片的工艺进行深入研究,为实际加工提供参考。另外为了提高批量生产此刀片的效率,专用夹具的研发也势在必行。因此本文研究的具体内容如下:1.设计一套专用夹具,完成对工件的自动对中快速装夹,并配备自动修正电极装置。此套装置能够实现快速电极修正补偿而无需装卸电极,因此能够大大提高了加工效率,特别是对大批量生产机夹硬质合金刀片具有重要意义。2.以加工速度、电极损耗率和表面粗糙度作为评价电火花加工机夹硬质合金刀片性能指标,详细分析了脉冲宽度、峰值电流、加工极性、加工电压等因素对其刀片加工的影响规律,并得到了单因素对刀片加工的最佳参数。3.对电火花加工机夹硬质合金刀片(中心孔)进行加工工艺研究,并以脉冲宽度、峰值电流、加工电压为研究内容,采用正交实验获得最优加工参数。实验结果表明工艺参数在一定范围内组合可以得到质量较好的刀片中心孔,并兼顾到了加工效率,此组合为:正极性加工、I=1A、ti = 20μs、U=100V。4对机夹硬质合金刀片加工表面进行电火花表面涂覆处理,可以使涂层过渡层厚度增加到5μm以上,使涂层粘附更牢固,不易脱落,提高了刀片使用寿命的5~10倍。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 机夹硬质合金刀片的发展  10-11
  1.2 加工机夹硬质合金刀片的工艺方法  11-14
    1.2.1 磨削加工  11-13
    1.2.2 电火花加工  13-14
  1.3 本课题研究的背景、目的以及意义  14-15
  1.4 本课题的主要研究内容  15-16
第2章 电火花加工机夹硬质合金刀片的特性分析与实验条件  16-41
  2.1 电火花加工的机理  16-19
  2.2 影响电火花加工硬质合金刀片材料蚀除的主要因素  19-24
    2.2.1 极性效应  19-20
    2.2.2 覆盖效应  20-21
    2.2.3 间隙效应  21
    2.2.4 面积效应  21-22
    2.2.5 脉冲放电特性  22
    2.2.6 介质效应  22-23
    2.2.7 电极材料特性  23-24
  2.3 硬质合金刀片的电火花加工性能研究  24-25
  2.4 实验设备的选择  25-31
    2.4.1 机器的选择  25-26
    2.4.2 工作液的选择  26-28
    2.4.3 电极材料的选择  28-30
    2.4.4 加工材料的特征  30-31
  2.5 夹具与修正电极装置的设计  31-40
  2.6 本章小结  40-41
第3章 电火花加工硬质合金刀片工艺的实验分析  41-65
  3.1 衡量电火花加工硬质合金刀片质量的工艺指标及影响因素  41-50
    3.1.1 影响加工速度的主要因素  41-43
    3.1.2 影响电极损耗的主要因素  43-47
    3.1.3 影响表面质量的主要因素  47-50
  3.2 电火花加工硬质合金刀片存在的问题  50-51
  3.3 影响电火花加工硬质合金刀片性能的单因素分析  51-59
    3.3.1 加工极性对加工性能的影响  51-54
    3.3.2 脉冲宽度对加工性能的影响  54-56
    3.3.3 峰值电流对电火花加工性能的影响  56-58
    3.3.4 加工电压对电火花加工指标的影响  58-59
  3.4 多因素正交试验  59-63
    3.4.1 中心孔加工电极的设计  59-60
    3.4.2 多因素正交试验设计及结论  60-63
  3.5 本章小结  63-65
第4章 电火花涂覆机夹硬质合金工刀片艺研究  65-71
  4.1 电火花涂覆基本原理  65-66
  4.2 试验条件的确定  66
  4.3 试验结果讨论  66-69
    4.3.1 涂层的厚度生成特性  66-68
    4.3.2 涂层的硬度测量  68-69
    4.3.3 涂层电子探针分析扫描  69
  4.4 本章小结  69-71
结论与展望  71-73
  论文工作总结  71
  今后工作展望  71-73
参考文献  73-76
攻读硕士期间发表的学术论文  76-77
致谢  77

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 特种加工机床及其加工 > 电加工机床及其加工
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