TiC-Ni金屬陶瓷材料電火花加工試驗(yàn)與放電蝕除仿真研究.pdf

1、金屬陶瓷材料因其具有優(yōu)異的性能，在航空航天、加工制造、溫度測量、石化工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。金屬陶瓷的推廣使用，很大程度上取決于其加工技術(shù)的發(fā)展，但由于其高強(qiáng)度、高硬度、易脆性和機(jī)械加工困難等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，金屬陶瓷的加工技術(shù)難題是目前急需解決的問題，對(duì)金屬陶瓷電火花加工技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。本文在綜述了金屬陶瓷材料和電火花加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，從溫度場仿真分析、工藝試驗(yàn)研究、表面微觀特性分

2、析和工藝參數(shù)優(yōu)化等方面對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本研究建立了碳化鈦顆粒隨機(jī)分布模型，對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工單脈沖放電溫度場進(jìn)行仿真，研究了峰值電流和脈寬對(duì)材料蝕除凹坑尺寸的影響；通過與材料均一分布模型仿真結(jié)果的比較，驗(yàn)證了顆粒隨機(jī)分布模型仿真的有效性；建立基于單脈沖放電溫度場結(jié)果的材料蝕除率和表面粗糙度預(yù)測模型，并通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。進(jìn)行TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工工藝試驗(yàn)，研究了正負(fù)

3、極性、峰值電流、脈寬及脈間等加工工藝參數(shù)對(duì)工件材料蝕除率、側(cè)面間隙和表面粗糙度的影響規(guī)律；通過對(duì)TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工表面形貌、成分分析，研究了TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工的表面微觀特性，分析了加工參數(shù)對(duì)蝕除方式和蝕除程度的影響，得出不同峰值電流時(shí)材料蝕除方式有明顯差異，而脈寬的變化不改變蝕除方式的類型，只改變蝕除作用程度，并對(duì)不同加工區(qū)域表面熔化凝固層和不同表面裂紋的形成過程進(jìn)行了分析并提出減少裂紋的措施。設(shè)計(jì)了以峰值電流、

4、脈寬、脈間、伺服電壓、伺服速度和抬刀周期作為加工工藝參數(shù)，以工件材料蝕除率、側(cè)面間隙和表面粗糙度作為研究工藝目標(biāo)的正交試驗(yàn)，采用信噪比和灰關(guān)聯(lián)度分析相結(jié)合的方法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化分析，優(yōu)選出滿足各個(gè)工藝目標(biāo)要求的最優(yōu)加工工藝參數(shù)組合方案。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，單目標(biāo)優(yōu)化后工件材料蝕除率提高了3.76％，側(cè)面間隙減小了29.34%，表面粗糙度減小了5.31%；多目標(biāo)優(yōu)化后工件材料蝕除率降低了13.95%，側(cè)面間隙減小了17.99