殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究论文

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1、殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究毕业论文目录摘要IAbstractII1绪论11.1研究的背景与意义11.1.1研究的背景11.1.2研究的意义及主要工作11.2殷钢的性质及应用21.2.1殷钢的性质31.1.2殷钢的发展历史及应用前景51.3电火花加工技术61.3.1电火花加工技术简介61.3.2电火花加工技术的发展趋势92电火花加工试验102.1殷钢加工试样制备102.2工具电极的制备方法132.2.1铜板叠加式组合电极132.2.2一体式紫铜工具电极162.2.3工具电极的选择172.3电火花加工172.3.1电

2、火花加工试验172.3.2交叉加工试验192.4本章小结213试验结果223.1电极的检测及分析223.1.1工具电极外观变化22II3.1.2工具电极微观形貌及检测223.2工件的检测及分析253.2.1电火花加工工件检测253.2.2交叉加工工件检测283.3本章小结304.技术经济分析31结论32参考文献33致谢34II殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究1绪论1.1研究的背景与意义1.1.1研究的背景某军工仪器的反射镜在正常工作时发热量极大，由于绝大多数材料都有热胀冷缩的特点，因此该仪器如果应用普通材料，势必会受到

3、热胀冷缩的影响，其精度将大大降低，甚至不能正常工作，所以开发该仪器的主要工作放在了寻找形变受温度变化影响极小的特殊材料和仪器的散热问题上。殷钢，由于其热膨胀系数极小，甚至在特定温度段内其形状不发生变化，为了突出殷钢的该特性，人们把体积、外形不随温度而变化的现象叫做“殷钢效应”，可见殷钢体积的热稳定性很好。因此，研究人员就把殷钢应用到了仪器的散热部分。该仪器采用水冷式散热，而在水冷系统中，液体水流经的沟槽越细，温升越小，散热效果越好。所以，就要研究如何在殷钢冷却板上加工出微流道。1.1.2研究的意义及主要工作殷钢在该军工大

4、口径水冷仪器的散热中起到至关重要的作用，该仪器采用水冷系统，殷钢的低热膨胀率使其在保证仪器高能量高精度的前提下拥有良好地散热效果。而在水冷系统中，液体水流经的沟槽越细，温升越小，散热效果越好。因此，研究殷钢的电火花加工有着深远的意义。殷钢冷却板冷却微流道的电火花加工的研究，对该军工仪器的有效散热起着至关重要的作用。该项目处于试验阶段，在实验室做试验时，只需要在小块的殷钢试样上加工出1mm宽、1mm深的沟槽即可，没必要使用与原散热板1：1大小的殷钢板。试验中所使用的殷钢块体体积尺寸约为75×55×20mm。试验所用的原材料

5、为大块殷钢（约500×150×80mm），表面凹凸不平、异常粗糙、且已被氧化，不能直接使用，需要进行进一步的加工才能用于试验。该项目所进行的加工试验有：①铜板组合电极的制备；②铣削制备紫铜棒电极；③殷钢试样的制备；④紫铜棒电极电火花加工殷钢试样；⑤片铣刀垂直交叉铣削殷钢试样；⑥殷钢试样先铣削再电火花加工；⑦电火花加工前殷钢试样、工具电极表面形貌的观察测量；⑧电火花加工后殷钢试样、工具电极表面形貌的观察测量。–34–殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究仪器上用到的殷钢冷却板的形貌，其外形的示意图如图1.1所示。实际该殷钢散热

6、板的尺寸为200×200×10mm，其表面上为宽1mm、深1mm、间隔1mm的垂直交叉的沟槽。图1.1殷钢冷却板示意图1.2殷钢的性质及应用随着科学技术，尤其是电子产品的快速进步、发展，航空航天和其他先进科学技术领域对材料的性能提出了更多、更高、更严格的要求，以满足科技发展的要求。其中低热膨胀系数的合金在现代化制造中尤其重要。殷钢就是这样一种材料，对其加工特性做进一步的研究有着重要的现实意义。1898年，瑞士物理学家夏尔·爱德华·纪尧姆（C.E.Guillaume）为了寻找一种不随温度变化而发生形变的金属材料来制造大地测

7、量仪时发现了殷钢[1]。他在测试镍含量在30%-60%的镍铁合金时发现当镍的含量为36%时合金的热膨胀系数最小，这种FCC–34–殷钢冷却板冷却微流道电火花加工研究面心立方体晶格结构的特殊合金在冶炼过程中有不寻常的机械和磁特性，因其形状不随温度变化而被命名为殷钢（InvarSteel的音译）。1.2.1殷钢的性质殷钢，属于铁镍合金，含铁63.8%，镍36%，碳0.2%，这种合金材料最大的特点是形变随温度变化很小，适合做变形随温度变化有严格要求的工具。与殷钢有类似特点的材料还有：殷钢35Ni-65Fe，超殷钢32Ni-64

8、Fe-4Co，不锈殷钢37Fe-32Co-11Cr，非晶合金83Fe-17B等。其中，最典型的为Invar36，在前沿科技（如精密仪器、航空航天）中应用最广[2,3]。Invar36的各化学成分及含量如表1.1所示[4]。表1.1Invar36的化学成分（%：质量份数）CPSSiMnNiFe≤0.05≤0.02≤0.