鈦合金微細(xì)通道電火花加工電極補(bǔ)償及工藝規(guī)律研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，以鈦合金為代表的難加工合金材料由于具有高比強(qiáng)度、高耐磨性、高韌性等優(yōu)異性能，在航空航天、能源動(dòng)力、國防科技、運(yùn)載工程、醫(yī)療等領(lǐng)域的重大核心零部件中的應(yīng)用日益廣泛。微細(xì)電火花銑削加工技術(shù)因其采用簡單形狀的電極，具有非接觸式加工、成本低廉等突出特點(diǎn)，成為難加工合金材料微尺度結(jié)構(gòu)精密制造的主要方法之一。然而，在具有大深寬比結(jié)構(gòu)的鈦合金微細(xì)通道電火花加工中，由于加工深寬比大、電極尺寸微小、電蝕碎屑排除困難等，導(dǎo)致電極損耗尤為

2、嚴(yán)重，并且采用傳統(tǒng)的電極端面放電、分層銑削加工方法加工效率低下，極大的限制了微細(xì)電火花銑削加工技術(shù)的發(fā)展。因此，研究高效的電極補(bǔ)償方法并開展相關(guān)工藝規(guī)律研究，是提高大深寬比鈦合金微細(xì)通道加工效率和加工質(zhì)量的重要措施。本文針對大深寬比鈦合金微細(xì)通道高效加工的難題，開展了如下研究內(nèi)容:
　　(1)為滿足難加工合金微細(xì)通道電火花高效加工的要求，在實(shí)驗(yàn)室自主搭建的微細(xì)電火花加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)并調(diào)試了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的電氣控制系統(tǒng)、脈沖

3、電源系統(tǒng)、三軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并優(yōu)化了伺服系統(tǒng)的PID參數(shù)。微細(xì)通道和微小型腔的銑削加工實(shí)驗(yàn)表明，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求。
　　(2)針對大深寬比鈦合金微細(xì)通道電火花銑削加工中電極損耗嚴(yán)重，傳統(tǒng)加工方法效率低下的問題，提出了基于電極側(cè)面放電加工方式的微細(xì)通道粗、精分層銑削加工方法。通過實(shí)驗(yàn)對側(cè)面放電加工方式下的電極損耗體積、微細(xì)通道損耗體積、底面和側(cè)面放電間隙以及電極初始進(jìn)給量進(jìn)行修正，建立了基于電極側(cè)面放電加工方式

4、下的電極線性補(bǔ)償模型。實(shí)驗(yàn)表明，在電極側(cè)面放電線性補(bǔ)償加工方式下，電極仍可以看做是一種均勻損耗，并且相比傳統(tǒng)端面放電分層銑削方法可以顯著提高加工效率。
　　(3)針對鈦合金微細(xì)通道高效加工的難題，實(shí)驗(yàn)研究了加工極性、非電參數(shù)（電極轉(zhuǎn)速、加工深度、進(jìn)給速度）、電參數(shù)（峰值電流、脈間、脈寬、電容）對鈦合金微細(xì)電火花加工性能的影響規(guī)律，為合理選擇工藝參數(shù)進(jìn)行高效加工實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　(4)底面和側(cè)面放電間隙是反映加工質(zhì)量、進(jìn)行