TiC-Ni金屬陶瓷材料電火花加工試驗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)等領域具有廣闊的應用前景。金屬陶瓷的推廣使用，很大程度上取決于其加工技術的發(fā)展，但由于其高強度、高硬度、易脆性和機械加工困難等特點，嚴重影響了其在各領域中的應用。因此，金屬陶瓷的加工技術難題是目前急需解決的問題，對金屬陶瓷電火花加工技術進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的研究現(xiàn)狀基礎上，從溫度場仿真分析、工藝試驗研究、表面微觀特性分

2、析和工藝參數優(yōu)化等方面對TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工技術進行了研究。
　　本研究建立了碳化鈦顆粒隨機分布模型，對TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工單脈沖放電溫度場進行仿真，研究了峰值電流和脈寬對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果的比較，驗證了顆粒隨機分布模型仿真的有效性；建立基于單脈沖放電溫度場結果的材料蝕除率和表面粗糙度預測模型，并通過相關的實驗進行了驗證。進行TiC/Ni金屬陶瓷電火花加工工藝試驗，研究了正負

3、極性、峰值電流、脈寬及脈間等加工工藝參數對工件材料蝕除率、側面間隙和表面粗糙度的影響規(guī)律；通過對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，分析了加工參數對蝕除方式和蝕除程度的影響，得出不同峰值電流時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行了分析并提出減少裂紋的措施。設計了以峰值電流、

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，以工件材料蝕除率、側面間隙和表面粗糙度作為研究工藝目標的正交試驗，采用信噪比和灰關聯(lián)度分析相結合的方法對正交試驗結果進行單目標和多目標優(yōu)化分析，優(yōu)選出滿足各個工藝目標要求的最優(yōu)加工工藝參數組合方案。通過試驗驗證，單目標優(yōu)化后工件材料蝕除率提高了3.76％，側面間隙減小了29.34%，表面粗糙度減小了5.31%；多目標優(yōu)化后工件材料蝕除率降低了13.95%，側面間隙減小了17.99