铜镍复合电极小孔电火花加工机理与实验研究

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外‘，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：j肆埠日期：二边掣L么L关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；’②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑧学校可允许学位论

2、文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：卫上1=一·导师签名：万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文N／镍复合电极小孔电火花加工机理与实验研究摘要加工机理的独特性决定了小孔电火花加工用工具电极存在着不同形式、不同程度的材料损耗，尤其是电极端面棱角边处的损耗现象最为严重，将直接导致电极形状发生锥度变化，并随着加工深度的增加而越严重，进而使加工的小孔沿深度方向产生一定锥度，从而影响小孔的加工质量。因此，探索减少工具电极损耗的方

3、法已经成为小孔电火花加工技术必须解决的问题之一。．’，’本文首先对小孔电火花加工机理进行了研究，接着对工具电极损耗形式及其损耗过程进行了分析，在此基础上，提出基于耐损耗复合电极改善小孔电火花加工用工具电极损耗形状方法的设想。以金属材料热学物理性能对材料蚀除量的影响为理论依据，对复合电极的耐损耗特性进行了分析。分析结果表明：通过增强普通黄铜管状工具电极‘_．。表层材料的抗电蚀能力的方法可以有效地改善电极的损耗，特别是加工端部位棱角边处的损耗。通过对复合电极抗电蚀性的分析结果，并结合小孔电火花加工过程的实际情况，提出制备复合电极，

4、以增强电极表层材料的抗电蚀能力，保证工具电极加工端在火花放电过程中维持稳定的圆柱形状。以黄铜管状电极为基体，采用在其表面沉积金属镍的电镀方法制备了一种新型黄铜基体镍镀层复合电极，并进行了电火花高速小孔加工实验。实验结果有力地证明了理论分析的合理性；同时表明：铜／镍复合电T万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文极电镀覆层具有一定的耐损耗能力，能有效地改善工具电极的损耗形状，对稳定电极加工形状，提高小孔的加工质量、加工深径比以及加工速度方面具有良好的促进作用。以小孔电火花加工机理为基础，加工过程中工具电极损耗较为严重为切入点，对改

5、善电极损耗的方法进行了有益的探索，为分析和研究工具电极损耗及其对小孔加工的影响提供了新的思路。以镍与铜的晶格类型相同，晶格常数相近，电镀比较容易，镀层结合力强为依据，根据处于相同温度点，镍熔化、气化相比铜会产生一定时间差的条件为指导，制备了一种新型铜基镍镀层复合电极，对改善工具电极损耗形状具有一定的可行性。研究工作的主要内容如下：1．小孔电火花加工机理的研究。与常规电火花加工相比，分析了小孔化了的电火花加工过程中加工条件的改变及其对加工过程的影响；通过分析工作介质的工作特性，讨论了火花放电击穿时放电间隙受外加能量作用发生的一系

6、列状态的变化；分析了材料蚀除过程及能量转化的问题；分析了消电离过程对下一次火花放电击穿过程的影响作用。2．小孔电火花加工工具电极损耗的研究。分析了微小孔加工过程中存在的集肤效应对工具电极损耗形貌的影响：研究了工具电极损耗的不同形式以及损耗变化的过程。3．改善工具电极损耗形状的复合电极法及其制备的研究。通过分析小孔电火花加工中工具电极损耗的具体原因，研究了一种补偿工TI万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文具电极损耗的复合电极法；采用电镀工艺在黄铜管状工具电极表面镀覆耐电蚀金属材料镍，制备了黄铜基体镍镀层复合电极。4．复合电极小

7、孔电火花加工实验研究。实验结果表明，复合电极一定程度上抑制了小孔加工过程中的电极损耗，特别是电极端面棱角处的损耗，改善了孔的加工质量，并提高了小孔的深径比与加工速度。关键词：小孔电火花加工，工具电极损耗，电镀，补偿，铜／镍复合电极III万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文IV万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文M匝CHANISMANDEXPEIUMENllASTUDYONCU／N．ICOMPOSITEELECTRODEFORSNL气LLHOLEEDMABSTRACTIntheprocessofsmallholeEDM，to

8、olelectrodeexistindifferentformsanddegreesofmaterialwear,inparticular,thesideedgesoftheelectrodewearphenomenonismostserious，andadirectresu