收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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 施继芳;;微细电火花沉积加工技术原理及实现分析[J];牡丹江教育学院学报;2008年01期
2 王振龙 ,孟庆鑫 ,赵万生 ,狄士春;分层去除微细电火花铣削技术的实验研究[J];电加工与模具;2002年04期
3 枫叶;微细电火花镀覆技术[J];制造技术与机床;2003年11期
4 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
5 董德生;曾伟梁;杭观荣;王振龙;;群孔的微细电火花加工技术研究[J];电加工与模具;2006年02期
6 王振龙;彭子龙;金柏冬;;空气介质微细电火花沉积加工微结构机理[J];纳米技术与精密工程;2009年01期
7 王英;高德东;;分层去除微细电火花铣削加工工艺规律研究[J];机械科学与技术;2009年03期
8 胡满红;李勇;佟浩;马晓宇;;三维微结构微细电火花和电解组合加工实验研究[J];电加工与模具;2010年02期
9 王玉魁;解宝成;王振龙;彭子龙;;气中微细电火花沉积加工的单脉冲放电过程热力学仿真(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2011年S2期
10 尚歌;王振龙;;气中微细电火花沉积温度场的数值模拟与分析[J];电加工与模具;2012年06期
11 张扬;陈济轮;李森;张昆;钟晓红;马宁;;典型微结构的微细电火花加工工艺研究及工程应用[J];航天制造技术;2013年05期
12 ;六轴数控精密微细电火花机床诞生[J];机械;2005年11期
13 曹国辉;金柏冬;肖凯;王振龙;赵万生;;空气中微细电火花沉积铜合金工艺方法[J];南京航空航天大学学报;2005年S1期
14 许加利;李建功;裴景玉;胡德金;;单层多道微细电火花定长补偿加工方法[J];电加工与模具;2009年03期
15 郦羽;白基成;王燕青;李浩洲;;组合式微细电火花电极制作工艺试验研究[J];电加工与模具;2012年03期
16 ;“微细电火花加工工艺研究”通过鉴定[J];电加工;1999年01期
17 杨国哲;刘峰;王野牧;;微细电火花三维成型加工系统的研制[J];机床与液压;2008年02期
18 林海波;杨国哲;;微细电火花三维成型加工控制系统的研究[J];制造技术与机床;2009年11期
19 李勇,严晓敏,郭,王显军,邹丽芸;微细电火花加工工艺研究[J];电加工;1998年04期
20 迟关心;褚旭阳;狄士春;王振龙;;管电极微细电火花铣削加工[J];吉林大学学报(工学版);2011年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁青旺;裴万生;詹士成;余祖元;李剑中;夏恒;;超声波辅助振动工作液对微细电火花钻孔效率的影响[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(上)[C];2013年
2 刘广民;吉方;张勇斌;何建国;赵兴海;;微细电火花放电脉冲边沿振荡机理和抑制方法研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
3 邹丽芸;杨大勇;吴洪波;伏金娟;;复杂形状的微细电火花加工工艺研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
4 金柏冬;曹国辉;王振龙;赵万生;;空气中微细电火花沉积与去除的可逆加工技术[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
5 金柏冬;曹国辉;王振龙;赵万生;;空气中微细电火花沉积与去除的可逆加工技术[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
6 金柏冬;曹国辉;王振龙;赵万生;;空气中微细电火花沉积与去除的可逆加工技术[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 裴景玉;许加利;胡德金;;定长补偿方法用于微细电火花精密加工中的关键技术[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
8 邹丽芸;杨大勇;吴洪波;伏金娟;;复杂形状的微细电火花加工工艺研究[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
9 邹丽芸;杨大勇;吴洪波;伏金娟;;复杂形状的微细电火花加工工艺研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 郑博文;何磊;金方进;裴景玉;王志良;;圆锥形电极微细电火花铣削定长补偿方法研究[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(上)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 禇旭阳;微细电火花集成加工技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 彭子龙;微细电火花沉积与去除可逆加工关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 陈志杰;微细电火花加工表面粗糙度评定研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 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
5 胡洋洋;UV-LIGA与微细电加工组合制造金属阵列网板技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尚歌;气中微细电火花沉积仿真与机理研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 魏力;微细电火花铣削加工插补技术与轨迹规划研究[D];大连理工大学;2012年
3 唐佳静;主轴高速旋转下微细电火花铣削加工数控运动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 许加利;微细电火花定长补偿方法[D];上海交通大学;2009年
5 房长兴;倒置式微细电火花超声复合加工装置研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 周林;微细电火花加工技术研究[D];中国工程物理研究院;2006年
7 费翔;微细电火花与微冲压组合加工设备及工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 吕奇超;微细电火花复合电极制备技术仿真与实验研究[D];大连理工大学;2009年
9 包广华;压电自适应微细电火花加工工艺研究[D];山东大学;2011年
10 刘东平;基于表面分块的微细电火花三维表面粗糙度研究[D];哈尔滨工程大学;2011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