烧结金刚石电极放电烧蚀磨削复合加工技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:Michaelyfj
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目前,电火花加工是难加工材料加工的一种主要方法,但是其加工能量受制于脉冲电源,蚀除效率很低。电火花诱导烧蚀是一种新出现的针对难加工材料加工的方法,利用电火花诱导工件活化,并利用氧气与活化区域发生燃烧反应快速蚀除材料,效率得到很大地提高。但是烧蚀反应产生大量氧化物附着在加工表面,无法排出,影响后续放电,从而影响加工效率。为此,本文提出采用烧结金刚石材料作为电极,利用金刚石颗粒在线磨除修整氧化层,促使烧蚀反应持续高效进行。本文从以下几个方面进行了系统的研究:  (1)提出了烧结金刚石电极雾化烧蚀磨削复合加工方法,构建了试验系统。现阶段的冲液雾化烧蚀加工会使得反应区域产生氧化层,其电阻率较高,且不易燃烧。采用烧结金刚石电极,电极金属部分放电参与雾化烧蚀,金刚石磨粒在线修整氧化层,保证烧蚀反应高效持续进行。  (2)提出了压力作为检测信号的伺服控制方法,设计并搭建了整个系统。具体包括压力采集,信号处理,伺服驱动以及基于LabVIEW的实时采集和监测试验数据的串口通信。实现了PID控制方法,模糊控制方法和反比例控制方法,并进行了对比实验。  (3)建立了研究雾化烧蚀磨削复合加工模型。研究发现复合加工过程分为放电诱导,高效烧蚀,磨粒磨削,电极修整四个阶段。  (4)开展了模具钢和高强钢的工艺优化试验。并研究了相关参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、电极转速)对雾化烧蚀磨削复合加工特性的影响规律。对于模具钢,复合加工方法能够进行高效稳定加工,效率是铜电极电火花加工的6.3倍;相比于铜电极的烧蚀加工,效率提升了88%。对于高强钢,复合加工的效率是雾化烧蚀的1.3倍,且复合加工的表面质量要明显好于雾化烧蚀加工的表面。
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