微細：常規(guī)電火花加工中的相關理論與技術研究

目錄
前言
1　緒論 1
1.1　引言 1
1.2　微細/常規(guī)電火花加工技術概述 3
1.2.1　微細/常規(guī)電火花加工過程的微觀描述 4
1.2.2　電火花加工技術的基本原理 5
1.2.3　電火花加工技術的發(fā)展動向 6
1.3　微細/常規(guī)電火花加工技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 9
1.3.1　放電加工機理研究現(xiàn)狀 9
1.3.2　集膚效應對放電過程影響的研究現(xiàn)狀 11
1.3.3　電蝕產(chǎn)物排出方法及排出過程研究現(xiàn)狀 11
1.3.4　電極損耗及形狀變化規(guī)律研究現(xiàn)狀 12
1.3.5　加工表面質(zhì)量研究現(xiàn)狀 14
1.4　本書主要內(nèi)容 14
參考文獻 16
2　微細/常規(guī)電火花加工放電機理研究 20
2.1　極間介質(zhì)擊穿過程的研究 20
2.1.1　放電擊穿過程的研究 20
2.1.2　放電擊穿過程的理論模型 29
2.1.3　多材質(zhì)電極放電擊穿概率的研究 34
2.1.4　多材質(zhì)電極放電擊穿試驗與結(jié)果分析 38
2.2　材料熔蝕過程的仿真研究 42
2.2.1　材料熔蝕過程物理模型 42
2.2.2　材料熔蝕過程數(shù)學模型 43
2.2.3　材料熔蝕過程仿真模型的建立 46
2.2.4　材料熔蝕過程仿真與結(jié)果分析 47
2.3　材料拋出過程的仿真研究 55
2.3.1　拋出力作用機理的探究 55
2.3.2　金屬基體與硬質(zhì)顆粒的運動方程 60
2.3.3　邊界條件與仿真模型的建立 62
2.3.4　材料拋出過程仿真與結(jié)果分析 63
參考文獻 73
3　高頻脈沖電火花加工的集膚效應及其影響 75
3.1　高頻電路中的集膚效應簡介 75
3.2　高頻脈沖電源下集膚效應的影響 77
3.2.1　不同類型脈沖電源下集膚效應的影響 77
3.2.2　集膚效應影響微細電火花加工的試驗研究 81
3.2.3　集膚效應對放電過程的影響 83
3.3　高頻脈沖電火花加工的數(shù)學及仿真模型建立 87
3.3.1　工具電極內(nèi)電磁場 87
3.3.2　工件感應電流和電動勢 88
3.3.3　仿真模型的建立與加載 89
3.3.4　電參數(shù)和材料的選取 91
3.3.5　模型的驗證 91
3.4　電參數(shù)對電極集膚效應的影響及工件表面電流密度分布 93
3.4.1　不同電參數(shù)對集膚效應的影響 93
3.4.2　工件表面電流密度分布規(guī)律 99
3.5　集膚效應影響下電極端面與工件孔底表面放電概率計算 104
3.5.1　電場強度曲線擬合步驟 104
3.5.2　電場強度擬合函數(shù)與項數(shù)的選擇 104
3.5.3　電極端面與工件不同深度孔底表面放電概率計算 107
3.5.4　實際加工中總放電概率的計算 110
3.6　高頻脈沖微細電火花加工放電通道形成過程 113
3.6.1　放電通道的發(fā)展與高頻脈沖下的磁力箍縮效應 113
3.6.2　高頻磁力箍縮效應對放電通道的影響 116
3.6.3　試驗驗證與討論 118
3.7　應用集膚效應的曲面加工 121
3.7.1　集膚效應影響電極形狀的試驗研究 121
3.7.2　集膚效應對曲面加工影響的試驗研究 124
參考文獻 127
4　電蝕產(chǎn)物排出過程仿真研究 129
4.1　電蝕產(chǎn)物排出過程建模 129
4.1.1　間隙流場特性分析 129
4.1.2　電蝕產(chǎn)物運動方程 129
4.1.3　沖液排屑加工方式 132
4.2　流場仿真模型建立 132
4.2.1　極間間隙流場幾何模型 133
4.2.2　流場區(qū)域變形模型 134
4.2.3　電蝕產(chǎn)物生成模型 135
4.3　連續(xù)放電過程電蝕產(chǎn)物運動仿真 136
4.3.1　仿真條件 136
4.3.2　電蝕產(chǎn)物運動仿真與結(jié)果分析 137
4.3.3　加工參數(shù)對電蝕產(chǎn)物分布的影響 156
4.3.4　電蝕產(chǎn)物排出的試驗研究 160
4.4　超聲輔助電火花微小孔加工電蝕產(chǎn)物運動仿真 163
4.4.1　電蝕產(chǎn)物運動仿真與結(jié)果分析 164
4.4.2　加工參數(shù)對電蝕產(chǎn)物分布的影響 177
參考文獻 181
5　電極損耗及形狀變化規(guī)律研究 183
5.1　單材質(zhì)電極損耗及形狀變化 183
5.1.1　試驗條件 183
5.1.2　工件材料對電極損耗的影響 184
5.1.3　工具電極材料對電極損耗的影響 186
5.1.4　加工極性對電極損耗的影響 189
5.1.5　電極形狀變化規(guī)律 189
5.2　多材質(zhì)電極損耗及形狀變化 194
5.2.1　多材質(zhì)電極的制備 194
5.2.2　各電極組分在電極損耗上的相互影響 195
5.2.3　電極材料對電極損耗的影響 198
5.2.4　加工極性對電極損耗的影響 203
5.2.5　多材質(zhì)電極形狀變化規(guī)律 204
5.3　基于圖像處理技術的電極損耗研究 207
5.3.1　電極邊緣輪廓的提取 208
5.3.2　輪廓特征的描述 210
5.3.3　局部電極損耗的關系 212
5.4　電火花-電解復合加工工作液濃度對電極損耗的影響 214
5.4.1　電火花-電解復合加工原理 215
5.4.2　試驗方案設計 215
5.4.3　工作液濃度對電極相對損耗的影響 217
5.4.4　工作液濃度對電極形狀變化的影響 219
5.5　外加磁場對鐵磁材料電火花小孔加工的影響 221
5.5.1　極間電蝕產(chǎn)物對放電過程的影響 221
5.5.2　外加磁場電火花加工試驗 222
5.5.3　外加磁場對加工速度的影響 223
5.5.4　外加磁場對電極損耗的影響 226
5.5.5　外加磁場位置對加工的影響 226
參考文獻 227
6　電火花加工表面質(zhì)量研究 229
6.1　電火花加工表面裂紋的研究 229
6.1.1　裂紋的形成過程 229
6.1.2　典型加工表面裂紋分析 229
6.1.3　抑制裂紋產(chǎn)生的途徑 233
6.2　電火花加工表面微觀特性的研究 234
6.2.1　加工表面微觀形貌形成過程 234
6.2.2　表面微觀形貌分析 238
6.2.3　表面剝落現(xiàn)象 241
6.3　沉積加工涂層表面質(zhì)量研究 245
6.3.1　鈦合金電火花沉積加工試驗條件 245
6.3.2　工藝參數(shù)對涂層表面形貌的影響 250
6.3.3　工藝參數(shù)對涂層表面粗糙度的影響 258
參考文獻 264