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液中喷气电火花铣削加工工艺与装置研究

作　者: 吴岐山
导　师: 康小明
学　校: 上海交通大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 电火花加工液中喷气材料去除率电极相对损耗
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 56次
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内容摘要

在电火花发展的近六十年中，对电火花加工介质的研究一直是各国学者的研究重点。1997年日本国枝正典发明的气中电火花加工方法打破了工作液是电火花加工不可或缺的传统观念，这一方法采用对人体无害的气体作为工作介质，不会污染环境；其电极损耗低，便于简化加工工艺。然而，这种加工方法的稳定性较差，加工效率低，而且有烧焦味。液中喷气电火花加工是针对气中电火花加工方法的不足提出的一种新方法。液中喷气电火花加工中，电极为空心管状，中间通入高压气体，将电极和工件埋没在去离子水等液体中，实际的放电通道形成于气体介质中。利用工作液带走加工碎屑，从而改善加工稳定性，提高加工速度。液中喷气加工具有气中电火花加工的优点，同时由于液体介质的辅助作用弥补了气中电火花加工的不足。经过几年的研究，液中喷气电火花加工取得了很大进展。相比较气中加工，液中喷气电火花加工的加工速度更快，表面质量更好。但是加工速度的绝对值仍然较低，加工的稳定性较差。本文研究了提高液中喷气电火花加工稳定性和加工效率的方法。设计并使用循环冲液系统、高速旋转装置等改善液中喷气电火花加工环境；试验研究了高速平动工作台、超声振动装置对液中喷气电火花加工的影响，分析并解释了两种辅助措施下加工现象，总结了两种辅助措施下合理的加工参数。为了衡量电火花加工的稳定性，基于LabVIEW编写了一套放电状态检测软件来测量加工短路率。试验中详细研究了在高速平动台辅助措施帮助下脉宽、脉间、峰值电流、气体压力、平动台速度、加工介质等对液中喷气电火花加工性能的影响，并对加工机理进行了解释。试验结果表明高速辅助台在循环冲液系统的帮助下采用合适的加工参数能获得较好的加工速度（MRR可达35.2mm~3/min）；超声振动配合循环冲液系统以及合适的电规准能获得较好的表面质量和加工稳定性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 电火花加工技术的提出和特点  10-11
  1.2 电火花加工技术研究现状和发展趋势  11-14
    1.2.1 理论研究现状  11-12
    1.2.2 工艺研究现状  12-13
    1.2.3 电火花加工技术的发展趋势  13-14
  1.3 气中电火花加工的提出与研究现状  14-18
    1.3.1 气中电火花加工的提出  14-15
    1.3.3 气中电火花加工的研究现状  15-18
  1.4 液中喷气电火花加工的提出和研究现状  18-20
    1.4.1 液中喷气加工技术的提出  18-19
    1.4.2 液中喷气电火花技术的研究现状  19-20
  1.5 本文的研究内容  20-21
第二章液中喷气电火花铣削机理  21-32
  2.1 电火花加工的基本机理  21-24
    2.1.1 极间介质击穿形成放电通道  22
    2.1.2 介质热分解、电极材料熔融气化  22-23
    2.1.3 电极材料的抛出  23
    2.1.4 极间介质的消电离  23-24
  2.2 液中喷气电火花加工的基本原理  24-29
    2.2.1 气体介质电导、击穿形成放电通道  25-27
    2.2.2 放电通道扩展及电极材料熔融气化  27-28
    2.2.3 电极材料的抛出  28
    2.2.4 极间介质的消电离  28-29
  2.3 液中喷气电火花加工机理的实验研究  29-31
    2.3.1 临界放电间隙比较[36  29-30
    2.3.2 电极加工表面分析[36  30-31
    2.3.3 机理实验的结论  31
  2.4 本章小结  31-32
第三章高速平动台辅助液中喷气电火花铣削试验研究  32-52
  3.1 前言  32
  3.2 试验条件  32-34
  3.3 高速平动台的准备  34-41
    3.3.1 PMAC 简介  34-35
    3.3.2 PMAC 的PID 调整  35-39
    3.3.3 平动台运动轨迹设计及PMAC 程序的编制  39-41
  3.4 高速平动台辅助作用验证  41-43
    3.4.1 对MRR 和TWR 的影响  42
    3.4.2 对表面质量的影响  42-43
  3.5 高速平动台辅助液中喷气电火花加工性能  43-51
    3.5.1 平动台速度  43-44
    3.5.2 脉冲宽度  44-45
    3.5.3 脉冲间隔  45-46
    3.5.4 峰值电流  46-47
    3.5.5 气体压力  47-48
    3.5.6 不同气体  48-49
    3.5.7 实验结论  49-51
  3.6 本章小结  51-52
第四章超声振动-液中喷气电火花复合加工  52-67
  4.1 超声振动与电火花复合加工  52-53
  4.2 超声振动-液中喷气电火花复合加工  53-57
    4.2.1 试验设备和条件  53-54
    4.2.2 超声振动对液中喷气电火花加工的影响试验  54-57
    4.2.3 实验结论  57
  4.3 高速旋转电极-液中喷气电火花加工  57-59
    4.3.1 试验设备和条件  57-58
    4.3.2 试验过程和结论  58-59
    4.3.3 实验结论  59
  4.4 液中喷气电火花铣削加工对比试验  59-60
  4.5 基于LABVIEW 的火花放电状态测试软件  60-66
    4.5.1 电火花加工放电状态检测方法介绍  60-63
    4.5.2 分压电路  63-64
    4.5.3 数据采集模块  64
    4.5.4 LabVIEW 数据处理和控制软件  64-65
    4.5.5 本测试系统的功能和意义  65-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章结论与展望  67-70
  5.1 结论  67-68
  5.2 展望  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  75

液中喷气电火花铣削加工工艺与装置研究

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