氣體和水霧介質(zhì)中電火花線切割加工機理及實驗研究.pdf

1、氣體和水霧介質(zhì)中電火花線切割加工是以氣體和水霧作為加工介質(zhì)，取代了傳統(tǒng)的液體工作介質(zhì)，由于氣體和水霧介質(zhì)在加工過程中有利于提高加工質(zhì)量，因而受到了國內(nèi)外廣泛關(guān)注，是電火花線切割加工領(lǐng)域的研究熱點之一，為電火花線切割加工工藝開辟了嶄新的途徑。但氣體和水霧介質(zhì)與傳統(tǒng)的液體介質(zhì)相比，在物理、化學(xué)性能等方面存在著較大的差異，其放電加工性能也與常規(guī)的液中放電加工有著較大差別，因而對其放電機理、加工工藝特性進(jìn)行系統(tǒng)地研究是非常必要的。
　　本

2、文對氣體和水霧介質(zhì)中電火花線切割加工機理進(jìn)行了較深入的研究。從氣體介質(zhì)的電導(dǎo)、擊穿等方面詳細(xì)闡述了氣體介質(zhì)放電加工理論。氣體火花放電是由Townsend擊穿開始，逐步發(fā)展到流光擊穿而形成的。以氣體介質(zhì)放電理論為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析了水霧介質(zhì)電導(dǎo)、擊穿機理。水霧介質(zhì)是連續(xù)狀氣體和微細(xì)工作液滴混合物，因此其擊穿過程具有氣體介質(zhì)擊穿的特點，同時，由于霧狀介質(zhì)的微小液滴使極間電場發(fā)生畸變，水霧介質(zhì)加工中放電擊穿電壓比氣體介質(zhì)中低，而放電間隙顯著增大。

3、并對氣體和水霧介質(zhì)放電過程中的放電通道的形成、極間放電通道的擴展、電蝕產(chǎn)物的拋出、極間介質(zhì)的消電離等幾個物理過程對加工材料的蝕除過程的影響進(jìn)行了研究。
　　針對氣體和水霧介質(zhì)的特性，以及單向走絲切割機床和往復(fù)走絲切割機床加工特性的差異，在單向、往復(fù)走絲線切割機上對氣體和水霧介質(zhì)中電火花線切割精加工工藝特性分別進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在兩種機床上分別建立了氣體和水霧介質(zhì)中電火花線切割加工需要的實驗平臺。并對氣中、霧中、液中（去離子水、乳化

4、液）電火花線切割精加工中的切割速度、表面粗糙度、直線度以及加工后工件的表面微觀形貌、表面成分、顯微硬度等指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　提出了在精加工階段采用氣體或水霧介質(zhì)的電火花線切割多次切割工藝。單向走絲和往復(fù)走絲電火花線切割實驗結(jié)果都表明，與全部加工都采用液體介質(zhì)的多次切割工藝相比，采用該新工藝能有效改善加工表面質(zhì)量（直線度、粗糙度）。上述研究證實了采用多種介質(zhì)的多次切割加工工藝的可行性，并為提高電火花線切割加工質(zhì)量提供一條新途徑

5、。
　　在單向、往復(fù)走絲線切割機上，采用單因素的方法對水霧介質(zhì)線切割精加工中峰值電流、脈沖寬度、水霧量和伺服進(jìn)給速度等因素對切割速度和表面粗糙度的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。由于其加工性能不僅與基本電參數(shù)有關(guān)，而且還與工作介質(zhì)等非電參數(shù)等諸因素有關(guān)，其工藝規(guī)律非常復(fù)雜，因此，更好地分析不同的因素對其工藝指標(biāo)的影響規(guī)律是十分必要的。在中心復(fù)合實驗基礎(chǔ)上，得到了各個因素對表面粗糙度和切割速度影響的顯著性排序和經(jīng)驗證的回歸模型，為后續(xù)的電火花

6、線切割工藝研究提供了數(shù)學(xué)模型。
　　通過理論分析，采用分路電流法對電火花線切割放電點位置進(jìn)行研究，建立了放電點位置檢測的數(shù)學(xué)模型，研制了基于分路電流法的電火花線切割放電位置檢測裝置。該裝置硬件主要由電流傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機等組成;系統(tǒng)軟件的開發(fā)是建立在虛擬儀器專業(yè)軟件LabVIEW平臺上。在往復(fù)走絲電火花線切割機床上設(shè)計了專門的工件進(jìn)行了標(biāo)定實驗，利用該裝置實現(xiàn)了大氣、乳化液和水霧介質(zhì)精加工中放電位置的在線檢測，這為進(jìn)一步研