难加工材料的强电弧电加工特性分析与研究

摘要

针对难加工材料在加工中存在切削力大、切削温度高，刀具易磨损等切削问题，本文将强电弧电加工方法应用到难加工材料的制造领域，探讨难加工材料的强电弧加工特性，为强电弧加工的应用提供一定的理论依据。
　　首先本文在对大量国内外电弧加工技术研究的基础上对电弧加工机理进行一定的理论研究，分析加工参数对电弧加工特性的影响。其次论述难加工材料(不锈钢PH17-4、钛合金TC4以及镍基高温合金Incone1625)的性能，并研究材料的热物理性质对电弧加工性能的影响规律，在此基础上开展电参数对难加工材料的电弧加工特性的实验研究。研究指出电弧加工电压越大，加工效率越高，但加工表面质量差。提出材料的热物理性质对电弧加工的去除率、工件表面质量以及热影响层等因素的影响较大。
　　接着利用正交实验法分析电参数对不锈钢PH17-4和钛合金TC4加工表面质量的影响规律，确定最优的工艺参数。最后对材料表面层的性能进行检测分析，得出电弧加工后材料表面层的金相组织吸收热量得到充分细化，提高表面层硬度，但热影响层较小对材料的性能影响不大。
　　通过实验分析得出强电弧加工技术对难加工材料的加工具有进给量大、无切削力、效率高、工件表面热影响层小等特点，是难加工材料制造领域的一种新的加工方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 课题研究的目的和意义

1．2 强电弧加工技术国内外发展及研究现状

1．2．1 短电弧加工技术研究现状

1．2．2 电熔爆加工技术研究现状

1．2．3 其他电加工技术研究现状

1．3 课题来源及主要研究内容

1．3．1 课题的来源

1．3．2 课题主要研究内容

1．4 创新点

第二章 强电弧加工技术及加工机理分析

2．1 强电弧加工技术概述

2．1．1 强电弧加工的工作原理

2．1．2 强电弧加工技术的优缺点

2．2 强电弧加工机理分析

2．2．1 强电弧加工金属蚀除机理

2．2．2 电弧加工表面层的形成过程

2．3 加工参数对电弧加工性能的影响

2．3．1 电参数对电弧加工性能的影响

2．3．2 非电参数对电弧加工性能的影响

2．4 电弧加工与电火花加工的区别

2．5 本章小节

第三章 难加工材料的强电弧加工实验与分析

3．1 难加工材料机械性能分析

3．1．1 不锈钢PH17-4材料性能分析

3．1．2 钛合金TC4材料性能分析

3．1．3 镍基高温合金Incone1625材料性能分析

3．2 难加工材料的强电弧加工特性分析

3．2．1 难加工材料电加工可行性分析

3．2．2 材料热物理性质对电弧加工性能的影响

3．3 电参数对材料性能影响的实验与分析

3．4 电参数对材料去除率影响的试验与分析

3．5 电参数对材料表面质量影响的实验与分析

3．6 本章小结

第四章 电参数对钛合金TC4和不锈钢PH17-4表面质量影响的正交实验与分析

4．1 材料表面质量对零件性能的影响

4．2 正交实验设计法

4．2．1 正交实验设计法简介

4．2．2 极差分析法

4．2．3 实验因素及正交表的确定

4．3 电参数对材料表面质量影响的正交实验指标

4．3．1 实验目的

4．3．2 实验条件

4．3．3 测试设备

4．4 电参数对钛合金TC4表面质量影响的正交实验与分析

4．4．1 TC4试样的正交实验

4．4．2 正交实验计算分析

4．5 电参数对不锈钢PH17-4表面质量影响的正交实验与分析

4．5．1 PH17-4试样的正交实验

4．5．2 正交试验计算结果分析

4．6 本章小结

第五章 电弧加工表面层性能变化的检测与分析

5．1 实验指标

5．1．1 实验目的

5．1．2 测试设备

5．1．3 实验过程

5．2 45钢加工表面层性能变化分析

5．2．1 加工表面层组织的变化

5．2．2 热影层显微硬度的变化

5．3 不锈钢PH17-4加工表面层性能变化分析

5．3．1 加工表面层组织的变化

5．3．2 热影层显微硬度的变化

5．4 钛合金TC4加工表面层性能变化分析

5．4．1 加工表面层组织的变化

5．4．2 热影层显微硬度的变化

5．5 镍基高温合金Inconel625加工表面层性能变化分析

5．5．1 加工表面层组织的变化

5．5．2 热影层显微硬度的变化

5．6 本章小节

第六章 结论与展望

6．1 课题研究结论

6．2 课题展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文