磁场辅助电火花线切割加工铁磁性材料工艺研究
发布时间：2021-11-02 11:58
电火花线切割加工具有高精度、无宏观切削力、表面质量好、可加工复杂曲面工件的特点,可以加工任意的导电材料,在精密零件加工领域中得到了广泛的应用。然而电火花线切割加工相比传统机械加工存在加工效率低等问题。磁场辅助可以有效提高电火花加工的效率及质量,但目前磁场辅助电火花加工的研究主要集中在电火花成形加工磁性、非磁性材料,以及磁场辅助电火花线切割加工非磁性材料上,目前还没有对磁场辅助电火花线切割加工铁磁性材料的研究。在此背景下,论文着眼于提高电火花线切割加工铁磁性材料的效率,对磁场辅助电火花线切割加工铁磁性材料进行了研究。首先分析了磁场辅助电火花线切割加工机理。对电火花线切割加工中外加辅助磁场对放电通道、电介质和电极丝的影响、匀强辅助磁场对铁磁性材料磁场分布的影响和对带电蚀除物运动轨迹的影响进行了理论分析。在理论分析的基础上,通过磁场辅助单脉冲放电实验研究了辅助磁场强度对单脉冲放电过程中熔池及电蚀坑的影响。通过田口实验方法,利用信噪比分析分析了脉宽、脉间、伺服电压、丝速和辅助磁场强度对精加工SKD11时材料去除率（MRR）和表面粗糙度（Ra）的影响,得出加工参数对材料去除率和表面粗糙度的影响规...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电火花线切割单脉冲放电主要过程
图 2-2 磁场中运动电子受力示意图在电场作用下，沿电场方向做加速运动，周运动，即带电粒子在放电通道内做复合加工，磁场辅助电火花线切割加工时粒子大，放电通道内电离程度增高，从而使放能量增大，增加加工时材料蚀除量，提高沿电场方向的粒子运动速度增大，粒子到变短，放电通道内单位时间内通过的粒子加工效率。体的箍缩效应切割加工中用于放电加工的介质是去离子电子束的运动轨迹将受到电子碰撞、电子
图 2-3 有无磁场辅助时电子束运动过程仿真结果而从图 2-3 中有磁场辅助时电子束运动过程可以看出：在外加辅助磁场磁感应强度为 0.1 T 时，随着仿真时间从 0 ps 增加到 20 ps，电子束的横向半径从 25.28μm扩大到 29.74μm。这意味着在电子束轨迹只发散 17.6%。此外，当外加磁场作用于放电加工时，电子运动速度增大，电子可以在 10ps 的时刻到达工件表面，而在没有磁辅助的情况下，电子要在 40ps 的瞬间才能到达工件表面。此外，在放电通道内，由于正电离子质量与电子质量的差值，离子的运动在形成放电通道过程中并不明显。因此，外加辅助磁场可以减小电子束的发散程度和缩短放电通道形成时间。而电子束发散减小，使电子更集中，能增加单位面积上的放电能量。因此磁场辅助电火花线切割加工时，可以在工件表面形成半径小而深的电蚀坑，提高加工效率，减小加工后工件表面粗糙度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]灰色理论在慢走丝线切割加工中的应用[J]. 肖帮东,张国军,徐中,黄浩,陈志. 机械科学与技术. 2017(01)
[2]慢走丝线切割加工参数对加工表面硬度的影响[J]. 徐中,肖帮东,黄浩,陈志. 制造技术与机床. 2015(12)
[3]中速电火花线切割加工工艺建模与多目标优化研究[J]. 张国军,李贺,邵新宇,黄禹. 机械科学与技术. 2015(05)
[4]超声调制脉冲放电对微细电火花线切割加工效率和质量的影响[J]. 黄瑞宁,石林,楼云江. 电加工与模具. 2015(01)
[5]电火花线切割加工中电极丝所受电磁力分析[J]. 上官同英,张臻,陈志,明五一. 机械设计与制造. 2014(11)
[6]基于加权平均法的电火花线切割加工参数优化[J]. 王丽慧,张英芝,申桂香,王志琼. 机床与液压. 2014(17)
[7]外加磁场对铁磁材料电火花小孔加工的影响[J]. 刘宇,阎长罡,张生芳,关天民,赵福令. 电加工与模具. 2014(01)
[8]混粉超声振动对电火花加工Ti-6Al-4V表面结构及力学特性的影响[J]. 张云鹏,孙广标,张安洲. 稀有金属材料与工程. 2014(01)
[9]超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究[J]. 李铠月,张云鹏,杨光美,闫妍. 电加工与模具. 2013(06)
[10]超声辅助电火花加工电介质击穿电压研究[J]. 常伟杰,张建华,朱涛,王涛. 制造技术与机床. 2012(02)
硕士论文
[1]磁场与电火花复合加工的机理研究与实验分析[D]. 袁永全.太原理工大学 2007
[2]超声电火花线切割复合加工的研究[D]. 张树彩.大连理工大学 2005
本文编号：3471940
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电火花线切割单脉冲放电主要过程
图 2-2 磁场中运动电子受力示意图在电场作用下，沿电场方向做加速运动，周运动，即带电粒子在放电通道内做复合加工，磁场辅助电火花线切割加工时粒子大，放电通道内电离程度增高，从而使放能量增大，增加加工时材料蚀除量，提高沿电场方向的粒子运动速度增大，粒子到变短，放电通道内单位时间内通过的粒子加工效率。体的箍缩效应切割加工中用于放电加工的介质是去离子电子束的运动轨迹将受到电子碰撞、电子
图 2-3 有无磁场辅助时电子束运动过程仿真结果而从图 2-3 中有磁场辅助时电子束运动过程可以看出：在外加辅助磁场磁感应强度为 0.1 T 时，随着仿真时间从 0 ps 增加到 20 ps，电子束的横向半径从 25.28μm扩大到 29.74μm。这意味着在电子束轨迹只发散 17.6%。此外，当外加磁场作用于放电加工时，电子运动速度增大，电子可以在 10ps 的时刻到达工件表面，而在没有磁辅助的情况下，电子要在 40ps 的瞬间才能到达工件表面。此外，在放电通道内，由于正电离子质量与电子质量的差值，离子的运动在形成放电通道过程中并不明显。因此，外加辅助磁场可以减小电子束的发散程度和缩短放电通道形成时间。而电子束发散减小，使电子更集中，能增加单位面积上的放电能量。因此磁场辅助电火花线切割加工时，可以在工件表面形成半径小而深的电蚀坑，提高加工效率，减小加工后工件表面粗糙度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]灰色理论在慢走丝线切割加工中的应用[J]. 肖帮东,张国军,徐中,黄浩,陈志. 机械科学与技术. 2017(01)
[2]慢走丝线切割加工参数对加工表面硬度的影响[J]. 徐中,肖帮东,黄浩,陈志. 制造技术与机床. 2015(12)
[3]中速电火花线切割加工工艺建模与多目标优化研究[J]. 张国军,李贺,邵新宇,黄禹. 机械科学与技术. 2015(05)
[4]超声调制脉冲放电对微细电火花线切割加工效率和质量的影响[J]. 黄瑞宁,石林,楼云江. 电加工与模具. 2015(01)
[5]电火花线切割加工中电极丝所受电磁力分析[J]. 上官同英,张臻,陈志,明五一. 机械设计与制造. 2014(11)
[6]基于加权平均法的电火花线切割加工参数优化[J]. 王丽慧,张英芝,申桂香,王志琼. 机床与液压. 2014(17)
[7]外加磁场对铁磁材料电火花小孔加工的影响[J]. 刘宇,阎长罡,张生芳,关天民,赵福令. 电加工与模具. 2014(01)
[8]混粉超声振动对电火花加工Ti-6Al-4V表面结构及力学特性的影响[J]. 张云鹏,孙广标,张安洲. 稀有金属材料与工程. 2014(01)
[9]超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究[J]. 李铠月,张云鹏,杨光美,闫妍. 电加工与模具. 2013(06)
[10]超声辅助电火花加工电介质击穿电压研究[J]. 常伟杰,张建华,朱涛,王涛. 制造技术与机床. 2012(02)
硕士论文
[1]磁场与电火花复合加工的机理研究与实验分析[D]. 袁永全.太原理工大学 2007
[2]超声电火花线切割复合加工的研究[D]. 张树彩.大连理工大学 2005
本文编号：3471940
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3471940.html
