关键词： Electric discharge machining  

摘要： Electric Discharge Machining (EDM) is one of the most popular non-conventional machining processes. During Electric Discharge Machining (EDM) the process parameters plays a very important role in deciding the material removal rate (MRR) and electrode wear (EW). In the present investigation mild steel specimens have been machined by using Electric Discharge Machining (EDM). The material removal rate (MRR) and electrode wear (EW),thus, measured have been correlated with the machining parameters such as, spark current, pulse on time and pulse off time by the use of response surface methodology (RSM). The equations, thus, derived have been used to find out the effect of machining parameters on the material removal rate (MRR) and electrode wear (EW) during Electric Discharge Machining (EDM) process. © 2012 Kavala Institute of Technology.

关键词： 大功率固体激光器   光纤耦合   加工系统的控制  

摘要： 本文主要介绍了大功率固体激光加工系统的研制、其装备结构的设计、系统的原理.对该系统的一些关键问题进行了深入剖析,主要包括固体激光器的大功率输出、大功率固体加工系统的组成、大功率的光纤耦合及国内外大功率固体激光器的发展状况等.根据一系列的加工实验,结果表明该固体激光加工技术操作简易,运行起来安全可靠而且焊接质量非常好,可与机床等外接设备一起使用,可以大大满足工业生产的需求,目前在机械加工以及电子工业领域起着重要的作用.

关键词： 微细电火花   材料微结构   热导率   单晶铜   多孔不锈钢304  

摘要： 微细电火花加工技术在微细加工技术中占有十分重要的地位。但由于微细电火花加工特征尺寸常常到达微米级,材料的微观结构对加工过程的影响不可忽略。本文主要通过对不同晶向的单晶铜以及不同孔径的多孔不锈钢两种材料进行加工实验,研究了加工过程中的放电间隙、材料去除率、电极相对损耗率和放电加工信号等加工特性,分析了单晶金属晶向差异以及多孔材料多孔结构对微细电火花加工造成的影响。 根据微细电火花加工特性,开发了一套微细电火花加工控制系统,控制系统分为手动模块、自动加工模块、接触探测模块、主轴旋转模块等。同时在实验室原有高精度微细电火花加工装置的基础上,参与研制了一套PMAC卡控制的微细电火花加工装置,并使用LabVIEW编制一套控制库函数,如速度控制函数、移动控制函数、坐标显示函数等。为本文研究工作的顺利进行奠定了基础。 本文首先对单晶铜的各向异性对其热导率、导电性等物理特性造成的影响进行了讨论。并通过在<100>、<110>、<111>三个晶向上的大量的微孔加工实验,研究了单晶铜晶向差异对微细电火花加工过程中放电间隙、材料去除率、电极相对损耗率等加工特性造成的影响,并对实验数据进行了统计与误差分析。结果表明三个晶向上的放电间隙、材料去除率、电极相对损耗率等加工特性基本一致。说明微细电火花加工立方晶格结构的单晶金属时无需考虑晶向差异对加工造成的影响。 为进一步研究材料微结构对微细电火花加工的影响,本文亦对普通不锈钢304以及孔隙规格分别为1μm、5μm、10μm、15μm和20μm的多孔不锈钢304材料进行了微孔加工对比实验,通过记录加工过程数据并对所获得实验数据进行的分析发现,相比于无孔材料,多孔材料的加工性能更加优异,加工过程中不正常的短路信号很少出现,并且同样条件下能够获得更大的深径比。综合实验结果表明,当材料无孔或孔隙规格小于放电间隙时,材料去除率随孔隙规格的增大而呈现递增趋势,当孔隙规格大于放电间隙时,材料去除率会呈现一定的下降趋势；放电间隙和相对电极损耗由于其值很小,测量、探测等误差对其影响相对较大,因此并无表现出明显变化规律。该研究为微细电火花加工多孔不锈钢以及其他多孔材料奠定了一定的理论基础。

关键词： 复合电沉积   电火花加工   Cu-SiC复合镀层   超声波   工艺优化  

摘要： 随着电火花加工技术的发展,研究开发其它可行的工具电极制备方法就变得非常重要和迫切。在面向高深宽比、形状复杂三维微结构或微器件加工的微细电火花加工的工具电极的制备,电铸往往是主要甚至是唯一的工艺手段。由于铜具有优异的导电、导热性能、耐腐蚀性以及良好的成型加工性能,它是电火花加工最常用的工具电极材料之一,但是电铸Cu有时不能满足加工要求。为了改善对这一问题,本文利用超声复合电铸来制备工具电极,以提高工具电极的抗电蚀性能。 本论文研究内容和结论如下： 1.根据硫酸盐镀铜的理论,制定了制备Cu-SiC复合电铸层的实验方案,拟定了配方成分、工艺参数及工艺过程。研究分析了SiC微粒添加量及微粒粒径大小、电流密度以及镀液温度等工艺条件对SiC微粒与基体铜共沉积的影响规律;同时研究它们对Cu-SiC复合电铸层的显微组织和表面形貌的影响。综合考虑铸层的质量、性能以及组成成分等因素,确定了最佳参数。 2.在复合电铸Cu-SiC基础上,添加超声波,进行超声复合电铸。研究分析超声波对复合电铸层表面形貌、显微组织、显微硬度和耐蚀性的影响。实验证明：超声电铸制备的Cu-SiC复合电铸层组织更致密均匀,表面更加平整,晶粒更加细小;SiC微粒更能均匀的分布在镀层中,并且无明显的团聚现象;其显微硬度和耐蚀性都有所提高。 3.进行电火花加工实验,根据实验数据,分别从工件材料去除率、电极的相对损耗、工件电极的表面粗糙度和表面质量分析对比了各类电铸电极的抗电蚀性能。实验结果表明超声电铸Cu-SiC复合电极材料具有较好的抗电蚀性能。 论文研究结果表明,利用超声电铸制备Cu-SiC复合材料电极的方法是可行的,并且所制备的电极材料具有良好的电加工性能。

关键词： 电火花线切割加工   特种加工   学术年会   连云港   江苏   江苏省   研讨会  

摘要： 2012年全国电火花线切割加工技术与市场研讨会暨江苏省特种加工学术年会于2012年5月12至14日在江苏连云港淮海工学院隆重召开,来自我国特种加工领域教学、研究、生产和应用等单位的140余名代表参加了

关键词： 电火花加工   放电延迟时间   单脉冲放电   电极损耗  

摘要： 成形电火花加工技术凭借其宏观作用力小、非接触加工、对材料适用范围广等诸多优势在机械制造领域，特别是复杂型腔加工和特殊材料加工领域得到了广泛应用。但由于电火花加工中极间放电现象难以观测、加工过程的影响因素众多等问题，使得人们对电火花加工微观过程的研究并不充分。随着现代制造技术的发展和人们对产品要求不断的提高，成形电火花加工技术在基础理论研究上的不足已经成为阻碍其进一步发展与应用的主要因素。 电火花加工中放电位置和放电延迟时间研究是电火花加工基础理论研究中的重要内容。研究电火花加工放电位置的分布规律有助于加深人们对电火花放电过程的理解，不仅有利于优化伺服控制策略与提高加工成形精度，还有助于提高加工稳定性和加工速度。放电延迟时间与放电位置是表征放电现象的两个物理量，它们密切相关并有着许多共同的影响因素比如极间间隙、放电屑和工作介质等。基于放电延迟时间理论的放电位置搜索算法，通过建立平均放电延迟时间与放电间隙、放电面积、放电屑直径和浓度之间的数学关系，将放电位置与放电延迟时间最小点联系起来，为电火花加工中电极损耗预测提供了一种新的思路。 本文分析了放电延迟时间与放电概率的关系，介绍了放电延迟时间的影响因素，为单脉冲放电实验研究提供了理论依据；同时，本文根据实验要求设计了单脉冲检测电路和搭桥电路，搭建了单脉冲放电实验平台，为单脉冲放电实验提供了实验装置；本文还通过单脉冲放电实验对放电间隙、放电面积、放电屑直径和浓度以及其他实验条件与放电延迟时间的关系进行了研究，为建立电极损耗预测模型提供了数学模型，为放电位置搜索算法奠定了理论基础；本文最后对成形电火花加工过程中的电极损耗进行了计算机仿真，证明了基于放电延迟时间理论的放电位置搜索算法在电极损耗预测上的可行性。

关键词： 电火花加工   三相流介质   温度场   间隙流场   有限元仿真  

摘要： 近年来,电火花加工技术发展迅猛,成为现代制造技术的重要组成部分,在“微纳”加工、“镜面”加工、半导体和超硬材料的加工中发挥着日益重要的作用。混粉准干式电火花加工技术是一种采用气、液、固三相流工作介质来改善放电状态以提高加工效率和加工质量的先进电火花加工技术,克服了液中和气中放电加工的缺点,有着广阔的应用前景。前期工作主要对混粉准干式电火花加工装置进行了总体设计并对其加工系统、加工工艺等进行了研究,但对其加工机理的研究较少。因此,本文在已有的混粉准干式电火花加工系统和加工工艺基础上,通过仿真技术及相关实验对其加工机理进行深入研究,主要工作如下： 全面综述了电火花加工技术研究现状,对电火花仿真的国内外研究现状进行了分析,并据此确定了本课题的研究方案。 设计制作了混粉准干式电火花加工技术的实验装置,阐述了其工作过程,解释了三相流介质的作用,运用流注理论详细阐述了混粉准干式电火花加工三相流介质击穿的微观过程,其单脉冲放电分为电离、击穿放电、电蚀产物排除和消电离四个阶段。 运用有限元仿真技术,对混粉准干式电火花加工单脉冲放电过程进行了仿真。根据火花放电材料蚀除以热作用为主的原理,推导出了热流密度模型,确定了其放电通道半径的公式,并通过确定边界条件,建立了混粉准干式电火花加工单脉冲放电的传热模型。运用ABAQUS软件对所建模型进行了仿真计算,对仿真结果进行了分析,得到其温度场的分布规律。结果表明,仿真分析结果和实际放电过程结果基本一致。 建立了混粉准干式电火花加工间隙流场理论模型,并利用FLUENT软件对间隙流场进行了仿真计算。对以下三个方面进行了研究：间隙流场内的压力分布、速度分布、颗粒浓度分布;入口压力、电极转速不同时,间隙流场内压力及速度的变化情况;颗粒浓度不同时,间隙流场内的颗粒浓度变化。还对以上分布和变化规律对材料去除率及工具损耗率的影响进行了定性分析,并通过实验对仿真结果进行了验证。 本文通过阐述混粉准干式电火花加工机理及对单脉冲放电过程和加工间隙流场进行仿真研究,进一步明确了其蚀除机理,对混粉准干式电火花加工技术的研究提供了理论依据,具有一定的指导意义。

关键词： 准分子激光   飞秒激光   工艺参数   数学模型   人机界面  

摘要： 超短激光是具有广泛运用的前沿技术,是理想的超精密微加工手段之一。超短激光朝着波长越短和脉冲越短的两个方向发展,在这两个方向中157nm准分子激光和飞秒激光最具代表性。157nm准分子激光具有较高的单光子能量,对材料的热影响极小,刻蚀精度高;飞秒激光实现飞秒量级（10-15s）的脉冲输出,作用于材料的时间很短,峰值功率高。它们较传统的加工方式,更容易获得较高的加工精度和理想的加工效果,是目前激光技术研究的前沿和热点。 本文在研究157nm超短波长激光和飞秒超短脉冲激光的工艺规划基础上,开发了超短激光微加工的数控自动编程系统,即人机交互界面。结合数学模型与基础微加工实验,探讨各工艺参数对加工质量的影响规律,并找到最优化的工艺参数组合。 本文主要研究内容与成果如下： （1）进行了157nm激光加工工艺规划研究,并进行了相应的基础实验。结果表明,利用157nm激光进行抛光加工时,被刻蚀面累积辐射能约为350J/cm2时,表面粗糙度Ra可以达到20nm,取得了良好的抛光效果。用数学解析式的方法构建数学模型,并运用最小二乘法推导出了粗糙度Ra的计算式。模型分析合理地解释了抛光后底面沟壑的形成,为今后改善加工质量提供了理论依据。 （2）进行了飞秒激光加7-工艺规划研究。在石英材料的飞秒激光抛光实验中,其他工艺参数相同时,扫描行间距越大,抛光面的沟壑越明显,底面越粗糙。利用matlab强大的运算和图形功能来构造数学模型,来解释粗糙度的形成机理。模型分析表明,飞秒抛光加工应尽可能采用较小的激光能量,再利用粗糙度数学模型选择合适的行间距。 （3）利用Visual Basic和Matlab语言工具,开发出基于超短激光微加工的人机交互界面。人机交互界面包含两个主要部分：157nm激光微加工和飞秒激光微加工。人机界面可以自动生成数控指令代码,驱动工作台的移动。Matlab可以根据选择的加工形状,模拟仿真加工的全过程。根据仿真的结果,可以适当的调整相应的加工工艺参数,直到获得预期的加工质量。

关键词： 电铸铜   氧化镧   正交试验   电火花加工   抗电蚀性  

摘要： 电铸加工(Electroforming, EF),是一种利用电化学沉积原理成形零件的 一种加工方法。由于电铸加工具有很高的复制精度和重复精度,常用于制取具有复杂曲面轮廓或精细型面的金属件。在航空、仪表、塑料等工业领域中,电铸已经成为制取精密、异形产品的重要手段之一。近年来,随着机械制造朝着微细化方向发展,电铸技术在微机电制造领域取得了突出的成就,微光蚀刻模造技术(Lithographie Galanoformung Abformung, LIGA)是其中最典型的代表,用来大量复制高深宽比或复杂的3D形状微结构。 电铸加工具有极高的复制精度和重复精度非常有利于电火花电极的制造,尤其适合于制造加工复杂型腔所用的电火花电极,但是电铸层的质量直接影响电火花电极的加工性能和加工质量。选择合适的电铸基液及其添加剂是提高铸层质量的重要方法之一。本文选用酸性硫酸铜作为电铸基液,以氧化镧作为添加剂,进行电铸铜试验和电火花试验并对铜铸层进行检测分析,完成如下工作： 1.确定电铸基液的配方,优化电铸工艺参数;以电铸铜层表层微观组织、表面粗糙度、表层显微硬度、耐腐蚀性四项作为指标,通过一组正交试验来确定电流密度、电铸液的温度、电铸液PH值、氯离子添加量四个基本工艺参数的最佳组合。 2.在基础铸液工艺参数优化的基础上,向铸液中加入不同量的氧化镧添加剂制备电铸铜试样,采用扫描电镜等设备对上述所得试样进行检测,确定添加剂的添加量与电铸铜层微观组织、表面粗糙度、表层显微硬度、耐腐蚀性的关系,分析可能的原因并确定最佳的氧化镧添加量。 3.选择较高电极损耗的电规准,将所制备的电铸铜试样用作电火花电极进行试加工,比较工具电极的质量相对损耗,分析原因并得到氧化镧添加剂添加量对于电极损耗的影响规律。

关键词： 机械   制造   激光   加工   技术  

摘要： 激光加工就是利用其所具有的输出光线的高指向性和高能量,进行微小孔及狭缝等的精密加工、切割、微细焊接等.激光有固体激光、液体激光和气体激光等.目前,作为加工用的以固体激光为最好