ZrO2-Cu復(fù)合電極電火花小孔加工溫度場(chǎng)仿真與實(shí)驗(yàn).pdf

1、隨著對(duì)電火花加工機(jī)理認(rèn)識(shí)的逐漸成熟，發(fā)現(xiàn)工具電極材料對(duì)電火花加工工藝有著重要的影響。尤其是隨著近些年來(lái)材料科學(xué)研究的迅猛發(fā)展，被用作電火花加工中工具電極的材料種類(lèi)也越來(lái)越豐富，對(duì)復(fù)合電極的研究應(yīng)運(yùn)而生。
　　目前，在電火花小孔加工過(guò)程中還存在一些問(wèn)題。電火花小孔加工中常用的銅電極由于銅的熔點(diǎn)較低、耐熱性較差，因此在電加工過(guò)程中的損耗較大；并且隨著加工深度的增加，電蝕顆粒在加工間隙中不斷增加并且不能夠及時(shí)排出，容易引起二次放電現(xiàn)象的

2、發(fā)生，也加劇了工具電極尖端放電現(xiàn)象的發(fā)生，降低了加工效率，而且還加劇工具電極自身的損耗，導(dǎo)致工件形狀精度降低。針對(duì)銅電極的這種缺點(diǎn)，通過(guò)總結(jié)之前學(xué)者的研究成果，提出了在銅電極外表面利用熱噴涂工藝涂覆一層具有高溫導(dǎo)電、低溫絕緣特性的氧化鋯涂層材料，使用該復(fù)合電極對(duì)小孔進(jìn)行加工，以達(dá)到降低工具電極損耗、提高小孔形狀精度的目的。
　　研究的主要內(nèi)容如下：
　?。?）對(duì)氧化鋯涂層的性能特點(diǎn)進(jìn)行分析，從理論上分析這種半導(dǎo)體材料具有在高

3、溫下導(dǎo)電、低溫下絕緣特性的原因。
　?。?）利用有限元分析軟件ANSYS11.0仿真在復(fù)合電極氧化鋯涂層與銅基體結(jié)合處的電火花加工單脈沖放電溫度場(chǎng)分布，驗(yàn)證放電點(diǎn)附近的溫度是否可以達(dá)到使氧化鋯涂層導(dǎo)電的溫度，為實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。
　?。?）進(jìn)行復(fù)合電極和普通銅電極的對(duì)比加工實(shí)驗(yàn)，對(duì)加工速率、電極相對(duì)損耗率、孔徑擴(kuò)大率、錐度等幾個(gè)電火花加工工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與普通銅電極相比，經(jīng)ZrO2/Cu復(fù)合電極加工的

4、小孔錐度最多可減小10％；在加工盲孔時(shí)，盲孔底部凸臺(tái)高度則明顯降低42%，小孔形狀精度得到了提高，小孔表面粗糙度也有所提高。并把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Al2O3/Cu復(fù)合電極的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較分析。
　　本文的研究為電火花小孔加工領(lǐng)域中關(guān)于復(fù)合電極的研究方向提出了一種新的思路，該復(fù)合電極涂層是區(qū)別于之前學(xué)者提出的導(dǎo)電涂層和絕緣涂層，而是一種半導(dǎo)體涂層，具有高溫環(huán)境下導(dǎo)電，低溫環(huán)境下絕緣的特性。在今后的研究中，在有關(guān)復(fù)合電極涂層材料的選擇方面