基于平行电场的液态金属电极电火花加工研究

发布时间：2021-12-18 11:43

　　当今社会,伴随着科技与工业化的快速发展,在精密医疗器械、航空航天技术、光电与通讯等诸多领域,对微小型零件的需求日益剧增。微细电火花放电加工技术因其具有非接触式加工、无明显机械切屑力、加工材料适用范围广以及对工具电极的强度和硬度要求低等优势,近年来在微小型零件加工领域展现出巨大的潜能而引起了广泛的关注,已逐渐成为微小型零件精密制造的关键技术手段之一,有着大量不可替代的作用。然而,如果微细电火花加工需要加工越是精细的零件,那么就需要越微细的工具电极。但是,微细电极的制备十分不易,并且随着加工的进行微细电极会存在电极损耗严重的现象,这是不可避免的,它影响了加工精度,使微细电火花技术的发展和应用受到限制。针对微细电火花加工过程的电极损耗现象,本文使用一种较新型的液态金属电极放电技术来进行改进,一方面减少了微细电极制备的需求,另一方面也通过液体流动自动补充的特殊方式解决了微细电极损耗严重的问题。目前利用液态金属电极电火花技术加工出来的工件,加工出来的直线槽宽一般情况下能达到三百到五百微米的级别,但是这还远远不能满足微细加工的精度要求。本文针对如何提高液态金属的加工精度问题,提出了一种利用平行电场... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电极损耗补偿的RBF神经网络预测模型结构简图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1.4液体电极放电的研究现状液体电极放电加工方法的基本原理是带电液滴在电场力等综合作用下受力变形，在针尖末端处的液滴形成泰勒锥[42]，并应用到电火花放电加工之中。现有的液体电极放电技术主要有两种：上海交通大学康小明研究的液态盐溶液放电加工，以及我们实验室研究的液态金属电极放电加工。1.4.1液体盐溶液放电的研究同样是为解决微细电火花加工时的微细电极损耗严重影响加工精度的难题，康小明首次提出一种使用场致射流作为电火花放电的工具电极来进行加工的方法，称为场致射流微细电火花加工[43]，图1-2为此法加工原理示意图。此图1-2场致射流微细电火花加工的过程原理图方法使用工具电极末端的场致射流脉冲放电产生的热量对工件材料进行蚀除加工，依靠在液体盐溶液电极所施加的直流高压和毛细管效应实现电解液的自动供应，因此不存在电极损耗补偿的问题。许开仙[44]在2013年的实验成果表明，该方法可以有效地去除工件材料，产生的单脉冲蚀除的凹坑可以小到几微米级别。但是研究结果也表明场致射流方-5-

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文法有一个严重的缺陷：场致射流EDM加工的放电频率低，并且对电场分布的要求高等等，并不能在工件表面的某一固定点连续地放电加工。在场致射流放电加工方法中，经常会遇到喷嘴与工件之间的放电等离子体容易飘浮的现象，这就使得实现连续加工变得异常困难，正是这个原因限制了这种方法的效用。几年后，张亚欧[45]研究了放电加工的正负极性、工具电极到工件的间隙距离、加工电压、电解液浓度这些因素对放电蚀除凹坑的深度的影响。实验结果表明，加工出来的凹坑深度随着电压和电解液浓度增大而增大，随着加工间隙距离的增大而减小，加工极性对凹坑深度没有明显的影响。在此研究成果中，仍旧只是对单脉冲加工特性进行研究，而由于加工的稳定性问题而仍然无法进行连续加工。限制放电偏差是电子射流电火花加工中最关键的问题之一[46]，张亚欧在场致射流放电加工系统中引入浮动工件和辅助工具电极，以限制放电偏差。结构原理图如图1-3所示。其实验结果表明工件的放电可以限制在场致射流的尖图1-3浮动工件与辅助电极的场致射流放电结构示意图端附近，通过对可控凹坑和直线槽的加工验证了该方法能够有效地抑制放电偏差现象，但是场致射流的放电加工的方法仍然存在加工效率低的问题，难以加工更复杂的工件。1.4.2液态金属电极放电的研究液态金属电极放电加工方法是一种能从根本上解决电极损耗的新型电火花-6-

【参考文献】：
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本文编号：3542322