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混粉电火花加工中粉末效应的研究

王辉  
【摘要】:混粉电火花加工技术是随着普通电火花加工技术不断发展而产生的一种可以弥补普通电火花加工技术自身缺点的新技术。由于混粉电火花加工技术与普通电火花加工技术的最大区别是在工作液中添加的导电性粉末参与放电,粉末的存在对加工效果有重要的影响。研究粉末参与放电对加工过程的影响规律,对提高混粉电火花加工质量,推广混粉电火花加工技术的应用具有重要意义。 本文首先分析了粉末对电火花加工工艺规律以及加工后工件表面性能等的影响,并总结了粉末特性以及不同的粉末对电火花加工的影响。通过一系列普通电火花加工与混粉电火花加工的对比实验,运用工艺实验和理论分析相结合的方法,重点做了以下工作:(1)探讨了粉末颗粒导致极间电容减小、放电间隙增大的原因,并从这个角度解释了混粉电火花加工可以改善工件表面质量的机理;(2)以混合硅粉的电火花加工为例,实验得出峰值电流和脉冲宽度对加工表面层成分中硅元素含量的影响规律,并引入熵的概念从热力学的角度对硅元素含量变化的原因寻找了理论依据;(3)在实际加工中,由于粉末的加入使放电间隙变大,这使得混粉电火花加工的尺寸精度难以控制,本文利用三元线性回归的方法,在实验数据的基础上,建立了两种电火花加工过切量的计算公式;(4)将正交试验法应用于混粉电火花加工实验研究,并通过对实验指标极差的直观分析,得出各电参数对加工指标影响的敏感程度。(5)采用分子动力学模拟的方法模拟火花放电条件,建立了间隙介质中粉末颗粒运动状态的动力学模型,该模型主要考虑电场作用对颗粒状态的影响,预测微粒的瞬时位移和瞬时速度,为实现放电过程的仿真做了初步的准备工作。 本文的研究成果对混粉电火花加工的机理模型的研究做出补充,对实际应用具有一定的指导意义,同时为混粉电火花加工放电过程的的仿真做出了有益的尝试。


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