高速往复走丝电火花线切割放电机理及工作液寿命检测研究

发布时间：2017-08-22 16:23

  本文关键词：高速往复走丝电火花线切割放电机理及工作液寿命检测研究

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【摘要】：高速往复走丝电火花线切割机床由于性价比高及运行费用低等优势,在机械加工领域得到了广泛的应用。迄今为止,人们对高速往复走丝电火花线切割机床的脉冲电源、控制系统、走丝机构、供液系统以及切割工艺等方面做了大量研究工作。然而,在高速往复走丝放电机理,工作液的使用寿命及工作液失效判断方法等方面研究较少,本文针对上述问题进行了系统性研究,主要研究内容如下:(1)建立了极间放电电路模型,对高速往复走丝电火花线切割中工件表面钝化膜的形成原因进行了研究,结果发现,一定电导率的工作液在空载脉冲所形成的漏电流会使极间发生电化学反应而形成一定厚度的钝化膜。(2)对漏电流能量与放电间隙的关系进行了研究,结果发现,漏电流的能量主要由漏电流大小以及脉冲作用时间决定,极间未形成致密钝化膜时,高速往复走丝电火花线切割的放电击穿形式为间隙放电。(3)研究了工作液电导率、进给速度、脉宽脉间占空比对多次切割修刀量的影响。发现这三种因素影响电火花线切割过程中工件表面形成的钝化膜,工作液的电导率越低,工件修掉的尺寸越多;进给速度越快或占空比越大,工件修掉的尺寸越多,但超过一定速度或占空比超过一定数值时,修掉的尺寸会减少。(4)研究了工件表面质量、工作液电导率、切割效率与脉冲放电概率的关系,发现脉冲放电概率可以有效的表征极间的放电状态以及工作液的使用情况。因此可以作为复合工作液的寿命表征。(5)设计了脉冲放电概率检测装置,实现了工作液寿命的实时检测。
【关键词】：高速往复走丝 电火花线切割 放电机理 钝化膜 复合工作液 寿命
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG484
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 电火花线切割技术简介12-14
• 1.1.1 线切割放电的基本原理及其运用12-13
• 1.1.2 电火花线切割机床的分类13-14
• 1.2 线切割放电机理研究现状14-16
• 1.2.1 低速走丝电火花线切割放电机理14-15
• 1.2.2 高速走丝电火花线切割放电机理15-16
• 1.3 电火花线切割工作介质16-20
• 1.3.1 电火花线切割工作介质的基本要求16-17
• 1.3.2 电火花线切割工作介质的发展史17-18
• 1.3.3 工作液寿命研究现状18-20
• 1.4 论文研究的背景20-22
• 1.4.1 论文研究的目的和意义20
• 1.4.2 论文研究的主要内容20-22
• 第二章 电火花线切割试验设备22-32
• 2.1 电火花线切割实验装置的构建22-26
• 2.1.1 实验电源23
• 2.1.2 伺服控制系统的设计23-26
• 2.1.3 零点的确定26
• 2.2 试验加工设备26-28
• 2.3 其他辅助设备28-31
• 2.3.1 示波器28
• 2.3.2 日立S3400扫描电子显微镜28-29
• 2.3.3 超声波清洗仪29
• 2.3.4 电导率仪29-30
• 2.3.5 粗糙度仪及螺旋测微器30-31
• 2.3.6 千分表31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 高速往复走丝电火花线切割放电机理32-51
• 3.1 线切割极间状态分析32-35
• 3.1.1 金属极间电路模型32-34
• 3.1.2 极间放电间隙理论分析34-35
• 3.2 钝化膜的形成与性质35-40
• 3.2.1 钝化膜侧面的微观形貌35-37
• 3.2.2 工件表面形成的钝化膜37
• 3.2.3 钝化膜表面的微观形貌37-38
• 3.2.4 钝化膜的性质38-40
• 3.3 工作介质的电导率与放电间隙的关系40-42
• 3.4 漏电流能量与放电间隙的关系42-45
• 3.4.1 漏电流能量与空载个数关系42-44
• 3.4.2 漏电流能量与放电间隙的关系44-45
• 3.5 钝化膜对多次切割的影响45-50
• 3.5.1 多次切割试验条件45-46
• 3.5.2 工作液电导率对切割的影响46-48
• 3.5.3 进给的速度对多次修刀的影响48-49
• 3.5.4 脉宽脉间占空比对多次修刀的影响49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 线切割工作液寿命检测及失效判别研究51-66
• 4.1 试验条件51-52
• 4.2 试验指标变化52-56
• 4.2.1 脉冲利用率与表面质量的关系52-53
• 4.2.2 脉冲利用率与工作液电导率的关系53-54
• 4.2.3 脉冲利用率与切割效率的关系54-56
• 4.3 工作液失效的微观机理分析56-57
• 4.4 放电概率检测装置的工作原理57-64
• 4.4.1 电火花加工电压电流特性57-58
• 4.4.2 电信号的处理58-60
• 4.4.3 有效脉冲电流采样系统结构60-63
• 4.4.4 有效脉冲电流检测流程63-64
• 4.5 试验结果与分析64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本文完成的主要工作66-67
• 5.2 后续研究工作展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士期间发表的学术论文73

【参考文献】

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本文编号：720146