论文摘要
放电介质的热学、机械和电学性质对材料去除率、加工表面质量、环境影响等均至关重要。传统电火花加工采用油类作为放电介质,加工稳定且效率高,但也存在一些缺点:高温分解出的气体对人体和环境有害;有火灾危险;使用后的废弃物对环境有害;使用成本高;加工表面存在百层等热影响层。国枝正典等[1]学者提出的气体介质电火花加工(干式电火花加工)有效地解决了油基工作液的上述缺点,但气体介质放电间隙很小,对机床伺服系统等要求高,使用普通电火花加工机床加工时加工不稳定,加工效率低。综合液体和气体放电介质的优点和缺点,提出了雾中电火花加工方法,即采用气液混合物—雾作为放电介质。雾的性质目前还无法准确测量,但是可以预计其介于气体和液体之间。采用雾作为放电介质可以通过使用不同成分和性质的液体和气体获得不同的加工性能。期望其能吸收液体和气体介质的优点,而克服其缺点。首先对现有机床进行改造,搭建了专用实验平台,用MQL微量润滑装置产生雾介质。进行了探索性实验,以确定适合雾中放电加工的极性和脉冲宽度范围。然后进行了基础工艺实验,对脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、伺服电压、电极尺寸等参数和条件对雾中电火花铣削加工的材料去除率和电极相对损耗率的影响进行探讨。最后进行了一系列对比实验,包括雾中放电加工与油中和气中的对比,不同种类气体产生的雾之间的对比以及油中与雾中半精和精加工的对比。实验表明,分散在放电间隙中的雾滴使电场畸变,因而易于击穿,扩大了放电间隙,并起到了混粉的效果。雾中电火花加工适合采用工件接正极;在本文实验条件下,适合的脉冲宽度范围为10~240μs;与油中和气中电火花加工相比,雾中电火花铣削加工的材料去除率最大,而电极损耗最小;雾中电火花加工表面质量较好,在小能量加工方面具有优势,高速喷出的雾可以将熔融金属及时吹离工件表面,因而表面几乎没有白层和裂纹。通过对雾中电火花加工工艺的研究,我们对雾中电火花加工的工艺规律有了一定的认识,为研究电火花加工机理提供了更丰富的素材,也为雾中电火花加工技术的完善和应用打下了基础。