钛合金电火花放电过程演变及控制策略的研究

发布时间：2022-12-11 17:12

　　电火花加工是一种依靠火花放电过程产生的高温来去除材料的加工技术,独特的加工方式使其能应对各种难切削材料,因而在航空航天零部件制造等领域显示出了强大的生命力,应用极为广泛。但在电火花加工过程中出现的电弧放电状态往往会对工件表面造成严重烧伤,使得加工结果偏离预期。所以如何在电火花加工过程中避免或者减少电弧放电状态的发生,这是制约电火花加工技术进一步发展的瓶颈之一。因此,开展关于电火花加工过程间隙放电特性、放电状态稳定性以及抑制电弧放电控制策略的研究,这对于扩展电火花加工技术的应用范围具有十分重要的意义。本文针对电火花加工间隙放电状态演变方面的问题,对放电间隙由火花放电状态转化为电弧放电的过程展开了实验研究。利用课题组自主研发的电火花三轴加工机床对TC4工件材料进行了直流电放电的单因素试验。分别探究了间隙距离、电源电压、限流电阻、工作液、冲液方式以及电极旋转等电参数和非电参数对于极间放电状态过程变化的影响规律,并根据具体波形特点对间隙等效电路模型的振荡、迟滞等特性制定了具体要求。在对放电间隙放电状态演变过程进行实验研究的基础上,对放电间隙等效电路模型进行了研究,并分析了放电状态转化的规律。确... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究的背景和意义
    1.2 国内外对于电火花加工放电间隙特性的研究现状
    1.3 国内外对于电弧放电特性的研究现状
    1.4 国内外对于抑制电弧措施的研究现状
    1.5 国内外文献综述的简析
    1.6 主要研究内容
第2章 钛合金电火花间隙放电特性的实验研究
    2.1 实验装置及方案
    2.2 单因素试验及其结果分析
        2.2.1 极间放电状态的区分
        2.2.2 间隙距离对间隙放电特性的影响
        2.2.3 电源电压对极间放电特性的影响
        2.2.4 限流电阻对极间放电特性的影响
        2.2.5 电极旋转对极间放电特性的影响
        2.2.6 工作液对极间放电特性的影响
        2.2.7 冲液方式对极间放电特性的影响
    2.3 本章小结
第3章 电火花放电间隙等效电路模型及放电状态演变的研究
    3.1 放电实验原理图的分析
    3.2 火花放电等效电路模型的建立及火花放电稳定性分析
        3.2.1 火花放电等效电路模型的建立
        3.2.2 稳定火花放电形成及维持条件的研究
        3.2.3 电火花放电电路控制系统的研究
    3.3 放电状态稳定性及演变过程的研究
        3.3.1 放电间隙伏安特性的分析
        3.3.2 放电状态稳定性的分析
        3.3.3 放电状态演变过程的分析
    3.4 本章小结
第4章 极间火花放电能量及铣削策略的研究
    4.1 极间火花放电能量的计算方法
    4.2 钛合金材料单脉冲放电的实验研究
        4.2.1 放电凹坑尺寸及电弧烧伤区域面积信息的测量方式
        4.2.2 间隙距离对于钛合金材料单脉冲放电的影响
        4.2.3 限流电阻对于钛合金材料单脉冲放电的影响
        4.2.4 电源电压对于钛合金材料单脉冲放电的影响
        4.2.5 放电脉宽对于钛合金材料单脉冲放电的影响
    4.3 钛合金材料单道槽铣削正交实验的研究
        4.3.1 单道槽铣削实验方案
        4.3.2 单道槽铣削电极损耗分析
        4.3.3 单道槽电弧烧伤分析
    4.4 单道槽铣削控制策略的研究
        4.4.1 电极损耗补偿策略的制定
        4.4.2 基于能量控制的抑制电弧放电策略的制定
        4.4.3 单道槽铣削控制策略有效性验证试验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]磁场辅助电火花加工放电间隙数学模型的建立[J]. 贾建宇,王燕青,杨胜强.  机械设计与制造. 2019(03)
[2]单脉冲放电过程中等离子体通道的观测研究[J]. 田静,杨晓冬.  电加工与模具. 2018(05)
[3]电极间隙对介质阻挡放电特性的影响[J]. 李春茂,董磊,彭开晟,魏文赋,高国强,吴广宁.  西南交通大学学报. 2019(04)
[4]工艺参数对电火花电弧高效复合加工性能的影响研究[J]. 李德格,刘永红,孙万运,武鑫磊,申泱,王晓龙.  电加工与模具. 2017(06)
[5]高速电弧放电加工放电过程研究[J]. 张发旺,王春亮,顾琳,赵万生.  电加工与模具. 2016(06)
[6]基于电火花加工机理分析的短电弧加工技术机理初探[J]. 张华洋,周建平,梁楚华,谈建平.  制造技术与机床. 2008(11)
[7]第九届中国国际机床展览会特种加工机床展品评述[J]. CIMT2005特种加工机床评述专家组.  电加工与模具. 2005(03)
[8]低能电弧放电瞬间的特性分析[J]. 孟庆海,牟龙华,王崇林,姜建国.  西安科技学院学报. 2002(01)
[9]电火花放电通道中带电粒子运动规律的研究[J]. 赵伟,任延华,任中根,方宗德.  机械科学与技术. 2001(05)
[10]电火花加工放电状态稳定性的研究[J]. 韩强,赵万生,狄士春.  电加工. 1999(02)

硕士论文
[1]电火花小孔加工间隙状态检测及伺服控制系统研究[D]. 孙贺龙.哈尔滨工业大学 2017
[2]钛合金电火花加工防拉弧脉冲电源研究[D]. 朱波.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3719176