导电聚合物复合电极电火花加工实验研究

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2、然科学基金资助项目（ＮＯ．５１２７５０７１）作者姓名：吴排雷工程领域：机械工程学号：３１３０４００６指导教师：王敏杰教授赵丹阳教授完成日期：２０１５年５月大違理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同

3、工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：导电聚合物复合电极电火花加工实验研究：日期日作者签名：ｔＷ：年／月Ｚ晨译Ｊ大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要在利用电火花加工技术加工复杂形状微细结构时，电极的制作工艺通常比较复杂，成本比较高。导电聚合物具有高分子材料结构易变、易成型的特点，可通过注塑、挤出一和模压等方式次成型复杂结构，并可再通过拉伸、扭曲等方式进行二次成型，可以实现复杂微细电极的快速制造，突破常规电极尺寸

4、的限制。本文以导电聚合物电极为研究对象，研究在不同工艺条件下电火花加工的效果。主要研究工作如下：首先，为了获得导电性能良好的导电聚合物材料，研究了导电填料种类以及制备工艺参数分别对电阻率的影响。本文釆用渡银铜粉和碳纤维两种导电填料，以环氧树脂为聚合物基体进行制备。研究表明，碳纤维填充型导电聚合物比镀银铜粉填充型更容易形成导电网络，但其最小电阻率却低约两个数量级。另外，制备导电聚合物的工艺条件，如搅拌时间一，真空度及抽真空时间、模压压力等，对材料的导电性能也有定的影响。其次，通过模压成型的方法来制作导电聚合物成形电极，并

5、研究不同工艺参数对电火花加工特性的影响规律。研究发现，不同工艺参数对导电聚合物电极电火花加工特性的影响与传统电极材料具有相似规律，其中峰值电流和脉冲宽度的影响较为明显，而脉冲间隔主要影响加工速度以及加工稳定性。当导电聚合物中镀银铜粉的含量达到６０％以上，环氧树脂基导电聚合物电极可以获得相对较高的加工速度，但是电极损耗却比较严重，工件表面粗糖度也比较高。另外，通过电火花加工实验验证了导电聚合物用于制作工具电极的可行性。最后，为了提高导电聚合物电极在电火花加工过程中的耐蚀能力，对电极表面进行镀铜处理。结果发现，，随

6、着镀液温度的升高，搅拌速度的加快，平均电流密度的增大３（脉冲占空比的增加，镀层沉积速度均有所增加。当镀液温度为ｒｃ，搅拌速度为２４００ｒ／ｍｉｎ，平均电流密度为３Ａ／ｄｍ，占空比为２０％时，可以获得较好的镀层质量。将表面镀铜的导电聚合物复合电极用于电火花加工，放电过程更加稳定，尽管加工速度相对较慢，但电极损耗却低得多，并且可以获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。关键词：导电聚合物；电阻率；复合电极；电火花加工－－Ｉ导电聚合物复合电极电火花加工实验研究ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥＤＭＵｓ

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