微细电火花沉积加工工艺研究论文

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1、微细电火花沉积加工工艺研究毕业论文目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1课题研究的意义及现状11.2电火花加工未来的发展方向31.3论文主要研究内容5第2章电火花加工工艺规律研究62.1电火花加工概念及工作机理62.2极性效应72.3火花放电加工过程的微观分析72.4电火花加工实现条件分析102.5微细电火花加工的优点102.6微细电火花沉积加工简介122.7本章小结13第3章微细电火花沉积加工方法的实现143.1微细电火花沉积加工的机理143.2微细电火花沉积实现条件153.3微细电火花沉积加工微观过程分析193

2、.4微细电火花沉积加工各因素关系223.5微细电火花沉积加工的优点233.6本章小结23第4章微细电火花沉积加工工艺参数的影响规律244.1电参数对加工过程影响244.2工作液对加工过程影响27554.3工艺参数对加工过程影响304.4MEDM-deposition在工业生产中的灵活应用33结论36参考文献37致谢39附件140附件25555第1章绪论1.1课题研究的意义及现状随着现代工业的发展，工业对零部件的加工精度有了更高的要求，传统的电火花加工等方法已经渐渐满足不了高精密化加工的需要。微细电火花沉积加工技术是在传统电火花加工工艺

3、的基础上发展起来的，微细电火花沉积加工不仅可以制造出我们随需要的零部件形状，在与其他工业系统相配合的基础上，还可以进行对有缺陷的零件进行生长或修正加工，加工出具有凹面特征和凸面特征的三维微细结构等操作。随着对微细电火花沉积加工工艺的不断研究，世界上的科研工作者已经取得了一些成果，但是在这个课题上仍有许多问题需要我们的研究和探讨。1.1.1课题现状电火花加工的基本原理是基于工具和工件之间脉冲性放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花加工的表面质量主要取决于电蚀凹坑的大小和深度，即单个放

4、电脉冲的能量；而其加工精度与电极损耗、电极制造与安装精度、伺服稳定性等因素密切相关。理论上讲，只要精准地控制单个脉冲放电能量并配合精密能量进给就可实现极微细的金属材料的去除，可加工微细轴、孔、狭缝、平面以及曲面三维结构等[12]。从文献[1]中，哈尔滨工业大学特种加工与机电控制研究所率先在我国开展微细电火花沉积加工实验，并一直处于较先进的地位。现在我们可以通过沉积点的移动，分别在不同微细进行重复沉积，得到“HIT”形状的点阵列。文献[1]中的设计实验中，控制沉积在煤油中进行，结果工件被蚀除。又控制沉积在氩气中进行，结果沉积得到实现，并

5、且相对于在空气中的沉积有更好的表面质量和颗粒细腻度，但是沉积速度降低了。55在文献[2]中，由于电极汽化蚀除比熔化蚀除要吸收更多的能量，所以在窄脉宽时，多以汽化蚀除形式发生，这样产生的沉积颗粒较小，在放电通道中更容易受到磁场力和电场力的作用下产生偏移加速度，最终表现为沉积层产生螺距较大的形状。然而用长脉宽时，蚀除先以汽化方式进行，而后主要以熔化方式发生。由于熔化蚀除产生的沉积颗粒较大，在放电通道内不容易受到磁场力和电场力的作用，故表现为最终的沉积形状为螺距较小的沉积层。在文献[3]中，研究人员利用微细电火花加工技术与LIGA技术的结合

6、，先使用电火花磨削技术制造出若干微细电极，将微细电极均匀的排列在基板上，成为电极阵列。再利用电极阵列进行电火花加工，这样就可以制造出一系列的微细孔阵列。这项技术可用于光栅孔的制造。另外，由于微细电火花加工机床加工的零件往往是直径几十甚至几微米的工件，所以机床的震动就可能对加工成果带来毁灭性的打击。哈尔滨工业大学设计了一台用于微细电火花、电化学加工的机床，其基座采用花岗岩，并且在机床定位时将地基深挖，陪以支撑柱来支撑机床，有效减小了机床震动。电火花加工与其他现代先进制造技术相结合是微细电火花加工技术发展的重要方向。国际国内研究人员对微细

7、电火花沉积加工做了大量的实验研究，取得了可喜的成果。但是仍有问题没有得到解决。比如在对沉积层的表面质量有较高要求的时候就必须牺牲加工速度；微细电火花沉积加工应用于精密微细加工工业，但是其费用昂贵，日本生产的微细轴、孔，价格在20万美元左右，限制了微细电火花的应用。1.1.2电火花加工的优点电火花加工己成为现代工业不可缺少的加工手段，并得到了越来越广泛的应用，其根本原因就在于它具有传统加工无可比拟的特点：1、脉冲放电能量密度高。电流密度可高达106-109A/cm2，便于加工用传统机械加工方法难以完成或无法完成的特殊材料和复杂形状的工件

8、。加工不受材料硬度的影响，填补了传统机械加工的某些空白。而且可以用于加工特殊和复杂的零件形状，能够满足现代工业的需求。2、脉冲放电持续时间很短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料热影响区域小，受热变形相对不明显。加工精