超声振动对电火花加工效果的影响

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1、超声振动对电火花加工效果的影响林本刚李丽刘云张岩山东理工大学为提高电火花加工效果，提出了工件复合水平超声振动电火花复合加工。通过正交实验对普通电火花加工和复合超声振动的电火花加工进行对比。采用扫描电子显微镜（SEM）对加工后的表面形貌进行分析，用TR200粗糙度仪对工件表面粗糙度进行测量分析。结果表明，附加超声振动后，工件表而形貌发生了变化，电蚀坑大而浅，表面裂纹数量减少，表面粗糙度整体降低了10%左右，加工速度提高了13%以上。关键词：工件超声振动;表而形貌;表而粗糙度;加工速度;林本刚，研宂生，山东理工大学机械工程学院，255049山东省淄博市李丽，教授，山东理

2、工大学机械工程学院，255049山东省淄博市2017年3月基金：国家自然科学基金（51105235）EffectofUltrasonicElectricalDischargeMachiningLinBengangLiLiLiuYunZhangYanSchoolofMechanicalEngineering,ShandongUniversityofTechnology;Abstract：InordertoimprovetheeffectofEDM,thispaperpresentsamethodofultrasonicEDM.Throughtheorthogonale

3、xperimentofEDMwerecomparedwithultrasonicEDM.Scanningelectronmicroscopy(SEM)wasusedtoanalyzethesurfacemorphologyofthemachinedsurface,andthesurfaceroughnessoftheworkpiecewasmeasuredbyTR200roughnessmeter.Theresultsshowthatthesurfacetopographyoftheworkpieceischangedwiththeadditionofultraso

4、nicEDM,andtheerosionpitsarelargeandshallow,thenumberofsurfacecracksisreduced,thesurfaceroughnessisreducedbyabout10%,andtheprocessingspeedisincreasedbymorethan13%.Keyword：ultrasonicEDM;surfacetopography;surfaceroughness;processingspeed;Received：2017年3月1引言超声电火花复合加工技术是将特种加工领域屮较为实用的两种特种加工技

5、术电火花加工和超声加工结合，期待获得两种加工方法的优势互补，目前，超声电火花复合加工技术的形式主要有工件超声振动、工具电极超声振动及线切割中电极丝超声振动等m。在一般电火花加工中加入超声振动后，放电通道更易形成，减少拉弧放电。超声的空化、涡流和泵吸作用能有效加快工作液的冷却和循环，加速极间介质的消电离m。超声电火花复合加工的优势使其备受关注，其屮对工具电极复合超声振动的研究较多〔3-5〕，对工件复合超声振动的研宄十分有限。在工件复合超声振动的研宄中，常小龙等m以表面粗糙度为主要对象分析了TC4钦合金工件复合超声振动电火花加工的优点以及工件附加水平超声振动和附加竖直超

6、声振动的差别;祝锡晶等m对工件超声振动的加工装置进行y设计研宄，通过正交实验法和信噪比法得到了工件超声振动电火花复合加工的工艺预测模型。张高萍等m对电火花超声复合加工超硬合金过程中电参数对加工速度的影响进行了研宄;缪东辉等m对电火花超声复合加工硬质合金的脉冲宽度和超声振幅对加工效率和表面粗糙度进行了研究。这些学者对工件复合超卢振动电火花加工进行了初步研究，主要针对表面粗糙度进行了研究，对加工后的表面微观相貌缺少分析，对超硬材料和硬质合金的电火花超声复合加工还是以工具电极附加超声振动为主。针对现有研究的不足，以镍基高温合金Inconel718作为工件材料，对加工后的工

7、件表面微观形貌和粗糙度进行研宄。由于电火花加工过程中的脉冲宽度、间隙电压、脉冲间隔、峰值电流、超声振幅等电参数都会对加工结果造成影响，为了简化实验过程，通过正交实验法和对比实验法研允工件附加水平超声振动对电火花加工的影响。2实验装置与参数如图1所示，实验装置在DM71系列精密电火花成型机床上进行改造而实现，在机床工作台上安装超声振动变幅杆和换能器，使工件在水平方向做超声振动。实验主要探讨电参数及超声参数对表面质量的影响，而电参数屮的峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、间隙电压以及超声频率和振幅都会影响表面质量。为了简化实验过程，采用正交实验法进行研宄，加工参数见表1。