复合材料SiCpAl微细电火花加工试验研究

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1、工学硕士学位论文复合材料SiCp/Al微细电火花加工试验研究陈焕春哈尔滨工业大学2008年6月国内图书分类号：TG661国际图书分类号：621.9.048工学硕士学位论文复合材料SiCp/Al微细电火花加工试验研究硕士研究生：陈焕春导师：胡富强教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG661U.D.C.:621.9.048DissertationfortheMasterDegreeinEngineer

2、ingSTUDYONMICRO-EDMTECHNOLOGYFORSiCp/AlCOMPOSITESCandidate：Chen.HuanchunSupervisor：Prof.HuFuqiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation:SchoolofMechanicalandElectricalEngineeringDateofDefense：June,20

3、08Degree-conferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要相对于传统的机械加工过程，微细特种加工方法没有宏观的切削力作用，在微小尺度零件的加工中有着不可替代的优越性。而相对于光刻、电铸和注塑（LIGA）等微电子机械技术而言，微细电火花加工具有设备造价低廉，加工精度高且适应性广，并可加工出复杂的三维曲面微细结构等特点。因此，微细电火花加工技术将会成为微细三维结构模具型腔制作的主流技术之一。SiCp/A1复合材料具有较高的比强度、比

4、刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数，制造成本低，低密度、良好的尺寸稳定性和导热性等，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出了巨大的应用潜力。首先，本文对SiCp/Al复合材料的微细电火花的蚀除机理进行了分析，并借助加工表面的SEM和能谱分析，对去除机理进行直观验证；其次，通过一系列工艺性试验，对SiCp/A1复合材料的微细电火花加工特性进行了分析，主要研究了电参数、电极材料、电极直径、电极转速以及SiC颗粒的体积分数对加工速度和电极损耗的影响；总结了电参数对SiCp/Al复合材料加工精度和表面粗糙度的影

5、响规律；通过与不锈钢进行对比实验，进一步分析了SiCp/Al复合材料的微细电火花加工性能；最后基于分层铣削原理，进行了SiCp/Al复合材料直槽和微台的加工，并成功地实现了SiCp/Al复合材料的微三维结构加工并对其表面性能进行了分析。关键词微细；电火花加工；SiCp/Al复合材料；工艺实验-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractComparedwiththetraditionalmachiningprocess,themicronon-traditionalmachiningprocesshasnomac

6、rocuttingforce.Soithasanirreplaceableadvantageinthemicroparts’machiningfield.Asforothermachiningprocesssuchas:photoetching,galvanoplastyandLIGAetc,themicroEDMhasaseriesofadvantages,forexample:lowcostforapparatus,highmachiningprecision,extensiveadaptabilityandthe

7、abilityformachiningcomplexmicro3Dstructure.Soitwillbecomeoneofthemainmachiningprocessestomanufacturemicrocomplex3Dstructure.SiCp/Alcompositematerialhasmanyadvantagesforinstance:higherspecificstiffnessandstrength,higherelasticmodulus,betterwareresistance,lowerthe

8、rmalexpansioncoefficient,lowercostforpreparation,smallerdensity,betterdimensionstability,higherthermalconductivityandsoon.Soithasadeepapplicationpotentialinthefieldso