收藏本站
收藏 | 论文排版

气中微细电火花沉积关键技术研究

金柏冬  
【摘要】: 在微纳米加工领域,目前人们已经普遍认可了两种材料加工方式,即“自上而下”的减材加工方式和“自下而上”的增材加工方式。如果能在同一加工系统中,通过简单地改变控制策略即可实现减材与增材可逆加工,则无疑对丰富材料加工技术的内涵和提供新的加工手段具有十分重要的意义。没有宏观作用力、具有以柔克刚特性的电火花加工技术是解决复杂零部件和难加工材料制造难题的有效方法之一。而本文提出的微细电火花沉积技术不仅可以对有缺陷的零件进行生长或修正加工,还可以加工出具有凹面特征和凸面特征的三维微细结构。 微细电火花沉积技术是在电火花常规加工基本原理之上发展起来的。因此本文先对微细电火花沉积的基本原理进行分析,预测了其实现条件,然后通过选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径等,建立了气中微细电火花沉积的热传导模型。利用Ansys有限元分析方法,对单脉冲条件下的工具电极和工件的瞬态温度场进行数值模拟,并预测了适合气中微细电火花沉积的工艺参数的选择范围。 在普通电火花成形加工机床DP30上,采用45钢、钨和黄铜作为工具电极,在空气介质中可以实现微细电火花沉积加工,再通过仅仅改变电极和工件的极性就可以对生成的沉积材料进行有选择性的去除加工,进而实现材料的可逆加工。通过大量实验对此进行了系统研究,得出各工艺参数的影响规律。另外,为了探索微细电火花沉积的内在本质,还在克服重力、氩气介质和磁场中进行了沉积实验研究。 为了进一步构造二维和三维的微细结构,本文提出了两种沉积策略:单圆柱连续沉积策略和分层扫描式沉积策略。通过对电极的路径规划,实现了HIT字符型阵列、往复直线、圆弧、四边形等形状的沉积。并发现在特定参数下用黄铜电极可以沉积出微三维螺旋结构,这种微三维结构是在没有使用X、Y轴和数控功能,而仅仅是Z轴进给的条件下得到的。通过实验总结了微螺旋沉积的工艺规律,发现在克服重力、电极和工件呈任意角度下均可以稳定沉积。 对微细电火花沉积得到的材料进行了性能检测,检测表明沉积材料的成分取决于工具电极材料,并呈明显的分层结构,与基体结合紧密。电火花沉积之后45钢和钨的硬度有大幅提高,并且微三维螺旋具有较强的耐腐蚀性。另外,在氩气中沉积可以避免被氧化,在磁场中沉积可以使组织更致密。 气中微细电火花加工方法具有设备简单、可操作性强、材料适应范围广、能量易于控制和面向车间的特点,因此具有广泛的应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 金柏冬;曹国辉;王振龙;肖凯;赵万生;;空气中微细电火花沉积的工艺规律研究[J];中国机械工程;2006年02期
2 朱保国,王振龙;微细轴的电加工技术[J];电加工与模具;2005年04期
3 韩春奎;;电火花加工的自动伺服系统通过鉴定[J];电加工与模具;1986年01期
4 王珉,W.S.Lau;碳纤维复合材料电火花加工(EDM)机理究研[J];航空学报;1991年12期
5 张治宇;电火花加工在比例阀中的应用[J];液压与气动;1996年02期
6 ;美孚石油(亚太)有限公司新一代电火花加工工作液[J];机电一体化;1996年03期
7 高庞;第四届美国“现代机加工车间”电火花加工技术交流会暨展览会巡礼[J];机电一体化;1996年05期
8 张凯,张建华,牛清涛;工程陶瓷的电火花加工及加工表面的耐磨性分析[J];电加工与模具;1997年02期
9 何广敏,赵万生,董衍善,李晓冰;电火花加工几何精度的影响因素分析及其实验研究[J];哈尔滨工业大学学报;2000年04期
10 刘礼贵;电火花加工中常见缺陷及预防措施[J];江西电力职工大学学报;2000年03期
11 郑利文;;曼胡默尔公司推出新一代MANN+HUMMEL电火花加工过滤器[J];模具工业;2011年02期
12 邹有洪;;激光加工和电火花加工产生裂纹的原因的状况的比较[J];电加工与模具;1979年04期
13 詹炳椿;;用电火花加工精密模具的一些应用数据[J];上海机械;1963年08期
14 张星三;程魁福;;电火花加工硬质合金字头获得成功[J];航空制造技术;1980年12期
15 晏龙辉;;半导体锗单晶的电火花加工[J];电加工与模具;1984年04期
16 李亚兰;陈蕴博;刘宗发;朱立萌;张显超;;提高模具放电加工层的性能与使用寿命[J];金属热处理;1984年11期
17 郑伟民;秦凤家;;硬质合金微小狭长精密型腔的电火花加工[J];电加工与模具;1987年06期
18 贾润才;;夹具定位与旋转小孔电火花加工[J];电加工与模具;1987年06期
19 马丽心;董世成;张景谊;;电火花加工后工件的表面质量[J];机械工程师;1990年03期
20 张云,王家平,周继烈,郑良桂;模糊控制在电火花加工技术中的应用[J];山东机械;1995年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁速;徐辉;陈默;康小明;赵万生;卢智良;万符荣;吴强;吴国兴;朱宁;;5轴联动电火花加工数控系统研制[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
2 朱国征;黄永逸;卢有会;白基成;;去离子水工作液下微细阵列孔电火花加工工艺试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
3 赵万生;郭永丰;耿春明;;国外电火花加工最新技术[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
4 张云鹏;孙广标;张安洲;;超声磨料对TC4钛合金电火花加工表面质量的影响[A];陕西省机械工程学会特种加工分会第九届学术年会论文集[C];2010年
5 任连生;郭妍;刘萍;庞宇;;电火花加工中专用步进电机控制系统研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
6 王润仓;;高速电火花加工小孔的发展及应用实例[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年
7 王津;韩福柱;卢建鸣;赵福令;;抬刀过程中加工屑运动规律的观察[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
8 李耕;;金刚石磨轮的电火花成形磨削加工[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
9 王振龙;杨晓冬;崔景芝;;基于多Agent的电火花加工智能系统的研究[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年
10 胡富强;胡丁;赵万生;钱志强;孟庆国;王扬;;高熔点材料混粉电火花加工的研究[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金柏冬;气中微细电火花沉积关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 蒋毅;微小孔电火花加工过程控制系统的研究[D];上海交通大学;2011年
3 李磊;集束电极电火花加工性能研究[D];上海交通大学;2011年
4 郑新毅;深微孔电火花加工关键技术研究[D];大连理工大学;2010年
5 赵伟;电火花加工中电极蚀除及其理论基础的研究[D];西北工业大学;2003年
6 刘宇;微细电火花加工中集肤效应的影响机理及相关技术研究[D];大连理工大学;2011年
7 谷安;四轴电火花数控系统的开发及研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 方宇;液中放电沉积关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 张旻;电加工用Cu-ZrB_2复合镀层的制备及其电加工性能研究[D];大连理工大学;2006年
10 徐明刚;超声振动—气体介质电火花复合加工技术及机理研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王辉;混粉电火花加工中粉末效应的研究[D];大连理工大学;2005年
2 袁方;电火花深孔套料加工研究[D];西安石油大学;2010年
3 殷国强;电火花加工微孔的深径比理论模型研究[D];大连理工大学;2010年
4 冀震晓;钛合金电火花加工脉冲电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 吴勇;复杂型面电火花加工CAM技术研究[D];上海交通大学;2011年
6 白军军;气中电火花单脉冲加工温度场及应力场的有限元仿真研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 张龙;混粉电火花加工及其镜面加工技术的实验研究[D];大连理工大学;2003年
8 武云霞;石墨电极电火花加工工艺研究[D];广东工业大学;2004年
9 王元刚;基于正交设计的混粉电火花加工技术仿真研究[D];大连理工大学;2005年
10 佟玉斌;便携式电火花加工机的研究[D];山东大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 杨红英;应急之需 新厂房为年产千台作保障[N];机电商报;2005年
2 王艳 赵峰;服务油泵油嘴行业 鲁南机床系列专机受青睐[N];机电商报;2008年
3 本报记者 兰海侠;电加工机床前景看好 国内电加工行业呼唤产业升级[N];机电商报;2008年
4 袁伟;一航黎阳转包生产进入快速发展期[N];中国航空报;2006年
5 刘献礼;PCBN刀具在中国市场的应用现状与思考[N];机电商报;2005年
6 本报记者 陈蕾;深耕十载 鲁南机床谋为发动机加工提供成套设备[N];机电商报;2007年
7 本报记者 李志;做知识型的产业工人[N];辽宁日报;2008年
8 徐正平郑欢欢;新款石墨加工中心亮相国际模具展[N];中国工业报;2008年
9 本报记者 王家东;孚尔默:以策略引领电加工机床市场[N];机电商报;2005年
10 本报记者 燕永清 通讯员 刘芳;模具:工业放大器[N];东营日报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978