微小孔電火花-電解復(fù)合加工穿透檢測及實(shí)驗研究.pdf

1、微小孔電火花-電解復(fù)合加工將電火花加工和電解加工相結(jié)合，在加工中同步復(fù)合電火花高速穿孔和電化學(xué)溶解作用，兼具兩者在小孔加工時的優(yōu)勢，具有較高的加工效率和較好的加工精度，并有望實(shí)現(xiàn)無重鑄層加工的要求，未來將適合航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片氣膜冷卻孔的加工需求。渦輪葉片是一種中空零件，其內(nèi)部是復(fù)雜的流道結(jié)構(gòu)，流道寬度只有數(shù)毫米，表面設(shè)計有大量氣膜孔與流道連通。當(dāng)采用電火花-電解復(fù)合加工進(jìn)行氣膜冷卻孔的加工時，如不能及時檢測工具電極的穿透以停止其進(jìn)給，

2、很可能造成對內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)和另一側(cè)壁面的誤加工，使葉片報廢。因此進(jìn)行復(fù)合加工的穿透檢測研究是很有必要的。本文開展了微小孔電火花-電解復(fù)合加工穿透檢測及試驗研究。具體研究了電火花-電解復(fù)合加工穿透檢測的判斷原理，得到了基于加工電壓和電流的穿透檢測判據(jù)，并基于數(shù)據(jù)采集卡、計算機(jī)和LabVIEW軟件搭建了復(fù)合加工的穿透檢測平臺，在平臺上進(jìn)行了復(fù)合加工穿透檢測試驗，試驗表明平臺具有很高的檢測成功率，并評價了平臺參數(shù)對小孔加工質(zhì)量的影響。
　

3、　本研究主要內(nèi)容包括：⑴提出了電火花-電解復(fù)合加工穿透檢測的判據(jù)。針對微小孔電火花-電解復(fù)合加工內(nèi)沖液式、浸液與電極旋轉(zhuǎn)相結(jié)合式以及外沖液輔助式三種沖液形式進(jìn)行了流場的有限元仿真，結(jié)果表明內(nèi)沖液式最適合于電火花-電解復(fù)合加工。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對內(nèi)沖液式復(fù)合加工進(jìn)行了加工電壓電流的波形試驗，在比較了復(fù)合加工電火花效應(yīng)和電解效應(yīng)的不同波形表現(xiàn)后，分析了工件底部未涂覆和涂覆絕緣反襯層兩種情況下復(fù)合加工穿透三個階段（穿透前、穿透瞬間、穿透后）的

4、不同電火花效應(yīng)和電解效應(yīng)，提出了基于加工電壓和電流的穿透檢測的判斷準(zhǔn)則。⑵搭建了電火花-電解復(fù)合加工穿透檢測平臺。該穿透檢測平臺由硬件平臺和軟件組成，其中硬件平臺基于數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)構(gòu)建，軟件通過 LabVIEW編寫。平臺可實(shí)現(xiàn)加工電壓電流的數(shù)據(jù)采集、穿透狀態(tài)分析判斷、穿透信號輸出控制機(jī)床主軸停止進(jìn)給三個部分的功能，并基于LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)上述功能。平臺的結(jié)構(gòu)和設(shè)計簡單，且正常實(shí)現(xiàn)了穿透檢測功能。⑶進(jìn)行了電火花-電解復(fù)合加工穿透檢

5、測試驗研究。本文在搭建的穿透檢測平臺上，分別針對工件底部未涂覆和涂覆絕緣反襯層兩種情況，開展了穿透檢測試驗，試驗評價了兩種情況下的穿透檢測成功率，結(jié)果表明該平臺具有良好的檢測成功率，并分別評價了平臺穿透延時和底部停頓時間兩個參數(shù)對穿出距離、小孔錐度、孔型以及重鑄層的影響，對參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選。試驗最后分析了工件底部涂覆有絕緣反襯層時，有無穿透檢測對小孔復(fù)合加工孔口形貌及重鑄層殘留的影響，說明穿透檢測對提高復(fù)合加工加工穩(wěn)定性和加工質(zhì)量具有積極