多孔质电极电火花加工性能研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：多孔质电极电火花加工性能研究英文并列题目：ResearchonPerformanceofPorous-ElectrodeElectricalDischargeMachining研究生：孔令蕾专业：机械制造及其自动化研究方向：精密与特种加工技术导师：平雪良、蒋毅指导小组成员：学位授予日期：2015年6月19日答辩委员会主席：赵永武江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或

2、撰写过的研宄成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。m：日期厂年沴月f日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名:日期:抓年1(月厂日摘

3、要摘要为克服传统电火花加工工具电极制备周期长、成本高及加工效率相对偏低等缺点，对采用多孔质工具电极的电火花加工方法进行了研究。多孔质电极由毫米级粒径的金属颗粒经高温烧结而成，通过改变烧结用模具体或端面的形状，可方便快捷地制备出具有相应三维形状或底部型面的多孔质电极。多孔质电极利用其分布式多孔结构可实现三维的大流量多孔内冲液，可降低极间蚀除产物浓度，从而改善极间放电状态并维护放电过程稳定，获得较高的电火花加工效率。对多孔质电极的快速烧结制备工艺进行了研究，通过确定原材料、烧结用模具及烧结方式，对电极制备过程中的烧结温度、保温时间等工艺参数进行了实验研究，制备得到了

4、能够实现稳定电火花放电加工用的多孔质电极。通过对损耗报废后的多孔质电极进行烧结再制造，还可达到原材料循环再利用和降低制造成本的目的。对多孔质电极电火花加工的基本工艺规律和加工机理进行了研究，探讨了多孔质电极在平面、深孔、复杂型面条件下的电火花加工性能。实验结果表明：与传统电极相比，采用内冲液的多孔质电极在平面上的加工效率略低，但在深孔及复杂型面等工况下的加工能力却大幅提高，特别是在深孔加工时，可采用不抬刀方式加工，其加工速度几乎不受加工深度的影响。采用有限元法，对加工液在多孔质电极体内的分布规律及内冲液对加工屑分布和排出过程的影响进行了仿真分析，证明多孔内冲液可

5、将极间蚀除产物沿一定通道快速排出加工区域，极间蚀除产物浓度得以快速降低，从而初步揭示了多孔质电极的加工机理。对多孔质电极内部流道结构进行了仿真及优化，并利用优化后的多孔质电极进行了冲液参数与加工性能关系的实验研究，结果显示多孔质电极不仅可采用大占空比加工获得较高的加工效率，而且冲液具有降低极间蚀除产物浓度和干扰等离子体弧柱的双重作用，从而使其材料去除率随冲液流量的增大呈现双峰值特征。对难加工材料钛合金TC4和镍基高温合金GH4169的多孔质电极电火花加工进行了实验研究。结果表明：其强化的极间冲液效果可有效克服难加工材料热物性对电火花加工带来的不良影响，使其在加工

6、TC4时不仅可获得较高的加工效率，工具电极损耗率也较小，在加工镍基高温合金GH4169时采用较小的冲液流量和大电流时，可获得较高的加工速度。通过大量的多孔质电极烧结制备实验和电火花加工实验，较为全面地研究了多孔质电极制备方法及其电火花加工性能和加工机理，实现了大批量成型电极的快速、低成本制备，证实了多孔质电极在恶劣加工环境中具备高效的材料去除能力，初步揭示了多孔质电极电火花加工的机理，同时也证明了多孔质电极在难加工材料领域具有广阔的应用前景。关键词：电火花加工；多孔质电极；高温烧结；多孔内冲液；难加工材料IAbstractAbstract:EDMwithporo

7、uselectrodewasstudiedtoovercometheconventionalEDMtoolelectrodelongpreparationcycle,highcostandrelativelylowprocessingefficiency.Porouselectrodebymillimetermetalparticleathightemperaturesinteringandporouselectrodewiththecorrespondingthree-dimensionalshapeorprofileofthebottomcanbeeasil

8、yandquicklyp