銅-鎳復(fù)合電極小孔電火花加工機理與實驗研究.pdf

1、加工機理的獨特性決定了小孔電火花加工用工具電極存在著不同形式、不同程度的材料損耗，尤其是電極端面棱角邊處的損耗現(xiàn)象最為嚴重，將直接導(dǎo)致電極形狀發(fā)生錐度變化，并隨著加工深度的增加而越嚴重，進而使加工的小孔沿深度方向產(chǎn)生一定錐度，從而影響小孔的加工質(zhì)量。因此，探索減少工具電極損耗的方法已經(jīng)成為小孔電火花加工技術(shù)必須解決的問題之一。
　　本文首先對小孔電火花加工機理進行了研究，接著對工具電極損耗形式及其損耗過程進行了分析，在此基礎(chǔ)上，提

2、出基于耐損耗復(fù)合電極改善小孔電火花加工用工具電極損耗形狀方法的設(shè)想。以金屬材料熱學(xué)物理性能對材料蝕除量的影響為理論依據(jù)，對復(fù)合電極的耐損耗特性進行了分析。分析結(jié)果表明:通過增強普通黃銅管狀工具電極表層材料的抗電蝕能力的方法可以有效地改善電極的損耗，特別是加工端部位棱角邊處的損耗。
　　通過對復(fù)合電極抗電蝕性的分析結(jié)果，并結(jié)合小孔電火花加工過程的實際情況，提出制備復(fù)合電極，以增強電極表層材料的抗電蝕能力，保證工具電極加工端在火花放電

3、過程中維持穩(wěn)定的圓柱形狀。以黃銅管狀電極為基體，采用在其表面沉積金屬鎳的電鍍方法制備了一種新型黃銅基體鎳鍍層復(fù)合電極，并進行了電火花高速小孔加工實驗。實驗結(jié)果有力地證明了理論分析的合理性;同時表明:銅/鎳復(fù)合電極電鍍覆層具有一定的耐損耗能力，能有效地改善工具電極的損耗形狀，對穩(wěn)定電極加工形狀，提高小孔的加工質(zhì)量、加工深徑比以及加工速度方面具有良好的促進作用。
　　以小孔電火花加工機理為基礎(chǔ)，加工過程中工具電極損耗較為嚴重為切入點，

4、對改善電極損耗的方法進行了有益的探索，為分析和研究工具電極損耗及其對小孔加工的影響提供了新的思路。以鎳與銅的晶格類型相同，晶格常數(shù)相近，電鍍比較容易，鍍層結(jié)合力強為依據(jù)，根據(jù)處于相同溫度點，鎳熔化、氣化相比銅會產(chǎn)生一定時間差的條件為指導(dǎo)，制備了一種新型銅基鎳鍍層復(fù)合電極，對改善工具電極損耗形狀具有一定的可行性。
　　研究工作的主要內(nèi)容如下:
　　1.小孔電火花加工機理的研究。與常規(guī)電火花加工相比，分析了小孔化了的電火花加工過

5、程中加工條件的改變及其對加工過程的影響;通過分析工作介質(zhì)的工作特性，討論了火花放電擊穿時放電間隙受外加能量作用發(fā)生的一系列狀態(tài)的變化;分析了材料蝕除過程及能量轉(zhuǎn)化的問題;分析了消電離過程對下一次火花放電擊穿過程的影響作用。
　　2.小孔電火花加工工具電極損耗的研究。分析了微小孔加工過程中存在的集膚效應(yīng)對工具電極損耗形貌的影響;研究了工具電極損耗的不同形式以及損耗變化的過程。
　　3.改善工具電極損耗形狀的復(fù)合電極法及其制備的