本文主要研究内容
作者刘洪政（2019）在《Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工及其控制技术研究》一文中研究指出：金属-陶瓷功能梯度材料巧妙地将金属材料导电、导热特性与陶瓷材料绝缘、绝热特性结合在一起,在航天航空、核能、生物等领域得到广泛应用。然而,金属-陶瓷功能梯度材料硬度高、成分梯度变化,采用常规接触式加工方法加工时,刀具磨损严重,成本高。电火花加工作为一种非接触加工方法,在加工金属-陶瓷功能梯度材料时表现出巨大的优势和潜能。金属-陶瓷功能梯度材料在电火花加工过程中,成分和导电性不断变化,具有特殊的加工性能。基于单一成分加工建立起来的加工规律和控制系统已不完全适用于金属-陶瓷功能梯度材料的电火花加工,限制了该材料加工速度的提升。为此,本文以Ni-Al2O3功能梯度材料为研究对象,对该材料的电火花加工方法、加工特性和放电特性进行探索,并在此基础上对加工过程控制技术进行研究。针对金属-陶瓷功能梯度材料的结构特点,提出了自诱导电火花加工方法。该方法将金属-陶瓷功能梯度材料本身的导电成分作为陶瓷成分的诱导源,诱导陶瓷层火花放电,实现金属-陶瓷功能梯度材料的自诱导电火花加工。在此基础上,对Ni-Al2O3功能梯度材料的自诱导电火花加工特性进行研究,分析加工表面形貌,蚀除产物及表面元素,得出该材料的三种去除方式;通过单因素实验,分析电参数对不同梯度成分加工速度和表面质量的影响,得出Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工的基本工艺规律。针对Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工过程中材料导电性不断变化的特点,进行了Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工放电特性研究。基于电压波形和电流波形的不同,将放电波形分为正常放电波形,拉弧放电波形,不完全放电波形和长脉冲放电波形,其中不完全放电波形和长脉冲放电波形为特有的放电波形。建立了金属-陶瓷功能梯度材料放电模型,通过理论、仿真和实验相结合的方法研究了材料电阻大小对不完全放电和长脉冲放电电压、电流和能量的影响;研究加工参数对不完全放电和长脉冲放电的影响,探索了梯度层和陶瓷层中不完全放电和长脉冲放电的可控条件。通过以上研究,为后续加工状态检测研制和控制策略的制定提供指导。为实现金属-陶瓷功能材料自诱导电火花加工过程中四种放电状态和不同层实时检测,进行了加工状态检测技术研究。针对四种放电波形的电压特点,提出了基于三电压阈值的放电状态检测方法;针对不同层四种放电波形分布特点,提出了基于不完全放电和长脉冲放电百分比在不同层界面突变的不同层识别方法。从硬件设计和软件设计两个方面,进行了金属-陶瓷功能梯度材料自诱导电火花加工专用的加工状态检测模块的开发,为电源控制策略和抬刀控制策略制定提供了实时准确的信息。针对Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工不同梯度成分的放电特点和加工问题,研制了脉冲电源模块和抬刀控制模块,并提出了脉冲电源控制策略和抬刀控制策略。在脉冲电源控制方面,针对梯度层不完全放电的特点,提出了高电压脉冲控制策略,大幅度提高放电能量;针对陶瓷层长脉冲放电特点,提出了脉间扩展控制策略,提高加工的稳定性和加工速度。在抬刀控制策略方面,提出了基于异常放电率（拉弧放电、不完全放电和长脉冲放电）的抬刀控制策略,该控制策略根据加工状态信息实时改变抬刀周期,适应不同加工状态的排屑需求,为小孔高效加工提供了保障。为验证所开发控制系统的金属-陶瓷功能材料电火花加工性能,对研制的加工状态检测模块、脉冲电源模块和抬刀控制模块进行集成,并进行了一系列小孔加工对比实验研究。实验结果表明,通过选择合适电压比较阈值、统计放电次数和放电率阈值,加工状态检测模块可以实现四种放电状态和不同层的实时识别;通过高压控制策略和脉间扩展策略,电源控制模块能够在改善加工质量的同时大幅度提高加工效率;通过实时抬刀周期控制,抬刀控制模块能够加快蚀除产物从放电间隙排出,尤其是氧化铝颗粒,显著提高小孔加工效率。
Abstract
jin shu -tao ci gong neng ti du cai liao qiao miao de jiang jin shu cai liao dao dian 、dao re te xing yu tao ci cai liao jue yuan 、jue re te xing jie ge zai yi qi ,zai hang tian hang kong 、he neng 、sheng wu deng ling yu de dao an fan ying yong 。ran er ,jin shu -tao ci gong neng ti du cai liao ying du gao 、cheng fen ti du bian hua ,cai yong chang gui jie chu shi jia gong fang fa jia gong shi ,dao ju mo sun yan chong ,cheng ben gao 。dian huo hua jia gong zuo wei yi chong fei jie chu jia gong fang fa ,zai jia gong jin shu -tao ci gong neng ti du cai liao shi biao xian chu ju da de you shi he qian neng 。jin shu -tao ci gong neng ti du cai liao zai dian huo hua jia gong guo cheng zhong ,cheng fen he dao dian xing bu duan bian hua ,ju you te shu de jia gong xing neng 。ji yu chan yi cheng fen jia gong jian li qi lai de jia gong gui lv he kong zhi ji tong yi bu wan quan kuo yong yu jin shu -tao ci gong neng ti du cai liao de dian huo hua jia gong ,xian zhi le gai cai liao jia gong su du de di 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ji shi yang hua lv ke li ,xian zhe di gao xiao kong jia gong xiao lv 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的刘洪政，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于功能梯度材料论文,自诱导电火花加工论文,加工特性论文,放电特性论文,加工状态检测论文,控制策略论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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