工艺参数对短电弧铣削加工性能影响规律研究

发布时间：2020-09-09 16:51

　　 难加工金属材料的加工问题,一定程度上制约着我国许多关键领域的突破和发展,比如航空制造业、军工产业及核电船舶制造等,其背后面临的痛点问题难以解决。而短电弧加工技术则可大幅缩短加工时间、降低刀具成本、大幅提高加工效率,并且短电弧技术已在再制造行业,成功应用十多年,技术稳定可靠,安全环保,效率显著。但是短电弧技术在加工时由于其工况的复杂性、随机性等,也制约着人们对短电弧更深层次的认识。本文针对工艺参数对短电弧铣削加工性能的影响规律进行展开研究,以期望在加工工艺及参数优化方面有所突破。本文从理论层次方面分析了工艺条件(工作介质、工具电极材料、加工极性)对短电弧铣削加工性能的影响。为保证后续实验研究稳定、高效的进行,分别对上述工艺条件设计单因素实验,进行最优工艺条件选择,实验结果表明:选取气液混合工作介质,以高纯石墨作为工具电极,采取正极性加工时,短电弧铣削加工能获得较好的加工效果。本文建立了极间电场模型,应用ANSYS分析了极间电场强度的分布规律,并对极间电压改变时的电场强度变化规律进行了分析。设计单因素实验,通过实验结果找出电参数(脉冲电压、脉冲频率、占空比)对短电弧铣削加工性能的影响规律。此外,本文同时也建立了极间流场模型,应用Fluent软件分析了当非电参数(工作介质压力、工具电极转速、铣削深度)改变时对加工间隙流场中的压力场、速度场的影响规律,设计单因素实验,进一步找出因非电参数改变而对流场产生一定的影响,进而影响加工性能的规律。本文最后设计短电弧铣削加工工艺参数与加工性能评价指标的正交实验,找出了最优加工参数组合,根据实验结果构建BP神经网络模型,实现对加工性能评价指标的预测,最终将预测值与实验结果相比较后发现,误差在有效范围之内,从而实现短电弧铣削高效、低损耗、高质量加工。
【学位单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG661
【部分图文】：

图 1-1 电火花加工示意图者国枝正典教授于20世纪90年代，率先提出了干式电火电火花加工，打破了人们认为电火花加工只能在液体介。国枝正典教授对气中放电电火花铣削加工技术进行

高速放电铣削加工主要以美国GE公司的蓝弧铣削技术为代表[24][25]，如图1-2所示，加工时工具电极和工件电极浸泡在蓝色的电解液中，电源采用直流电源，电压在 31v 至 70v 之间，引弧方式为工具电极与工件电极接触从而放出电火花，达到加工的目的。蓝弧加工的优势体现在高速切削以及在加工时消耗较低的能耗，这也使得该技术在航空领域得以成功应用。不足之处在于，蓝弧铣削只能进行粗加工，而且加工后还会在工件表面形成一层再铸层，因此加工后还需进行一定的4

短电弧切削加工

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本文编号：2815224