超声电火花复合加工.ppt

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1、超声电火花复合加工现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院“电火花加工”又称为“放电加工”或“电腐烛加工”,是在一定的介质中,利用工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电时的电腐烛现象去除多余材料,获得满足一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的制品的非接触式加工方法。现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院电火花加工产生优势局限性发展趋势电灯开关在断开与闭合时出现的“放电”现象难加工材料、成型质量好加工复杂型面、自动化生产导电材料、最小脚步半径加工速度慢、加工精度受限微细化、智能化、精密化高速高效化

2、、绿色化3超声加工产生优势局限性发展趋势美国物理学家玻璃雕刻加工非导电及硬脆材料加工精度高、加工复杂型面机床简单、易操作超声装置的设计比较复杂加工速度慢超声复合加工微细超声加工技术4现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院超声电火花复合加工研究现状国外发展现状印度：对电火花加工过程中碎屑的运动规律进行了系统研究法国：对超声振动对电火花加工环境的影响进行了系统的研究英国：率先申请了超声电火花复合打孔的专利日本：研究了超声的引入对普通电火花加工速度的影响国内发展现状北京电加工研究所：超声电火花复合加工对超硬工具材料进行抛光研究哈尔滨工业大

3、学：超声电火花磨料复合加工方法，通过改变电源容量西北工业大学：对钛合金难加工材料进行了超声电火花复合加工研究山东大学：对超声振动辅助电火花铣削间隙流场进行了分析和验证5现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院电火花加工技术的基本理论研究放电加工技术的材料去除机理、工具电极损耗机理和加工表面形成机理极其复杂，涉及热传导、能量转换和分配、溶化、气化、电离、气泡的形成和爆炸、等离子通道的形成和扩展、材料的抛出等现象。目前放电加工技术的基本理论研究已经取得了一定进展。然而，放电加工过程中的物理现象具有瞬变、复杂等特性，其观测受到当前技术水平的

4、制约。例如,在放电加工过程中，能量转换于电能、动能、光能、热能、声能等能量形式之间，难以对这一复杂瞬变过程进行有效的观察和记录。这些来自于观测技术领域的困难,制约了电火花加工技术的材料去除机理、工具电极损耗机理以及加工表面形成机理的全面系统揭示。现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院电火花加工机理现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院电火花加工过程放电通道的形成极间能量的转换蚀除产物的抛出消电离的进行雪崩电离形成放电通道，时间短，温度高电能动能热能工件表面瞬时热源，材料熔化、汽化抛出实现放电点的转移形成介质电绝缘性2.2超声电火

5、花加工机理现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院超声电火花加工过程放电通道放电间隙电蚀产物消电离加剧雪崩电离，磁压缩效应和声压效应，放电通道在电场与磁场不断地变化中慢慢趋于稳定空化泡溃灭释放的能量有利于工件材料的去除泵吸、涡流：冷却工作液、加快工作液循环、改善加工环境放电点的转移，加大了放电间隙，减少了拉弧放电的产生。主要研究内容：研究超声加工与电火花加工的匹配问题，实现二者的有机结合本项目拟研究超声加工与电火花加工的匹配问题，简化间隙检测控制系统，重点解决控制系统延时问题，优化超声加工与电火花加工的配合，实现二者的有机结合。现代加

6、工理论及技术研究所机械与动力工程学院超声电火花复合加工装置超声加工与电火花加工的复合加工方法能有效地改善放电加工的稳定性,且加工效率或工件表面质量高于单独的超声加工或电火花加工。复合加工的关键问题在于如何有机地结合超声加工与电火花加工,使加工效率最高,加工效果最好。一般分为：超声电火花的简单叠加复合加工控制电脉冲的超声-放电复合加工超声频间隙脉冲-放电加工超声-间隙脉冲放电复合加工超声电火花线切割等现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院超声电火花复合加工装置方案一：超声+普通直流电源方案二：超声+主轴电极方案三：超声+工件电火花加工

7、原理图现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院功率超声电火花复合加工间隙流场研究本项目拟从流场理论出发,采用固液两相流理论对超声电火花线切割复合加工间隙流场进行理论研究。功率超声电火花线切割复合加工间隙流场动力学模型超声振动对间隙流场的作用超声空化效应对间隙流场的作用利用Fluent软件进行功率超声线切割复合加工间隙流场仿真分析现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院功率超声电火花复合加工间隙电磁场研究现代加工理论及技术研究所机械与动力工程学院阳极（+）阴极（-）阳极熔融坑阴极熔融坑被压缩加工液超声波振动前沿加工液介质等离子体+++

8、+++++eeeeeeeee超声振动超声放电间隙示意图功率超声电火花复合加工间隙电磁场研究本项目拟从工程电磁场理论出发，对功率超声电火花复合加工间隙电场进行深入研究。超声放电通道形成机理超声对放电通道位置和