《放電誘導可控燒蝕及電火花修整高效加工研究》是依託南京航空航天大學，由劉志東擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：放電誘導可控燒蝕及電火花修整高效加工研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉志東
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
提出一种放電誘導可控燒蝕及電火花修整高效加工模式，即利用大部分金屬尤其是鈦合金、高溫合金、高強度鋼等難切削材料在放電誘導下與間歇通入的氧氣進行可控燒蝕以高效蝕除，並在氧氣關閉階段進行電火花修整，形成一種高效、精密、環保的加工模式。通過實驗和理論分析建立一套全新的加工體系，研究放電誘導作用下的燒蝕條件、狀態及機理；研究電火花修整階段加工特徵、電極損耗及工藝規律。.主要創新：一是建立一套全新的基於金屬可控燒蝕高效蝕除及電火花修整加工體系；二是提出間歇氣體控制方式，形成可控燒蝕並對燒蝕釋放熱量與電火花修整能量進行匹配研究；三是研製氣體間歇控制裝置、專用脈衝電源和控制伺服系統；四是該模式屬無切削力高效加工，緩解了難加工材料切削難度高與電火花加工效率低間的矛盾，且具有綠色製造的優點；五是該模式可以形成包括車、銑、磨、鑽及成型加工等方式，是對機械加工方法的重要補充。
結題摘要
隨著科技的進步和工業的發展，新材料、新結構不斷湧現，並且結構件加工已經呈現出以整體結構、複雜結構、切削加工量大、薄壁件多、加工精度高等特點。對於難加工材料而言，機械加工易發生變形，加工周期長，刀具消耗成本高，工件材料難以加工；而電火花加工的加工效率較低和電極損耗大則一直是其難以克服的瓶頸問題。為此，提出了放電誘導可控燒蝕及電火花修整高效加工方法。 本研究項目建立了一套全新的基於金屬可控燒蝕高效蝕除及電火花修整加工體系（包括車削、銑削、鑽削、磨削和成型加工等）並對其加工機理、設備及工藝進行了深入系統的研究，其研究成果具體體現在：。 （1）放電誘導可控燒蝕高效加工技術，以水基工作液為加工介質，首先採用工具電極與工件進行放電，在工件表面形成熱源，而後向加工區域通入氧氣，控制氧氣與被電火花放電誘導的活化金屬發生劇烈的燃燒反應，利用金屬自身燃燒釋放的巨大化學能蝕除基體材料，從而大大提高了材料的去除率。 （2）該加工方式的提出緩解了傳統金屬切削加工與傳統電火花加工在材料可加工性和加工效率之間的矛盾，尤其適合於鈦合金、高溫合金、高強度合金等難切削金屬導電材料的加工。 （3）該加工方法巨觀上仍屬於無切削力加工方式，適合複雜型面、薄壁件及大型零件的加工，對設備剛性要求可以適當降低。 （4）改變了去除材料的能量來源方式，去除材料的主要能量來源從機械能、電能變換為材料自身燃燒所釋放的化學能，電火花脈衝放電只起到誘導燃燒及表面修整等輔助作用，因此電能在加工中所占比重少，電極損耗較低，加工精度及表面質量容易得到控制。 （5）由於採用了非可燃性水基工作液，不存在常規電火花加工中產生的環境污染及火災隱患等問題；利用了金屬自身燃燒產生的化學能，加工中總能量的使用較傳統及特種加工方式均有大幅度降低，具有高效綠色製造及減少能耗的巨大優勢，為難加工材料加工提供了一種新手段。 （6）項目“難加工材料放電誘導可控燒蝕高效加工技術”通過了機械工業電加工工具機產品質量監督檢測中心（國家級）檢測；通過了國防科工局科技與質量司國防科技成果鑑定，其鑑定結論是：“在難加工金屬材料電加工去除效率以及大深徑比異型孔排屑方面處於國際領先水平”。 本課題在國內外核心刊物和會議上發表了相關學術論文近40篇（包括9篇SCI，EI檢索9篇），相關發明專利10項（授權7項），指導博士研究生2名、碩士研究生11名（在讀2名）。
