《放電誘導高效燒蝕及磨削修整複合加工研究》是依託南京航空航天大學，由邱明波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：放電誘導高效燒蝕及磨削修整複合加工研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邱明波
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於放電齒與磨削齒間隔排列的開槽砂輪，提出了一种放電誘導高效燒蝕及磨削修整加工模式。放電齒與工件接脈衝電源兩極，助燃氧氣與工作液按一定比例混合後，從放電齒內部噴入加工區域，在電火花放電作用下，誘導難加工金屬與氧氣發生燃燒反應，釋放大量熱量形成高效燒蝕。磨削齒與砂輪絕緣，緊隨燒蝕加工對燒蝕表面磨削修整。主要內容包括研究燒蝕機理、磨削修整機理、加工工藝規律，以及研製相應的組合砂輪、脈衝電源、伺服控制系統等。.主要創新點：一是提出了一種新型加工模式，利用了大多數金屬在氧氣及放電誘導作用下形成燒蝕而產生大量熱量及磨削加工表面質量好的特點，實現了難加工金屬的高效蝕除與精密加工；二是工作介質從導電齒內部噴出，有利於提高燒蝕效率及排屑性能；三是磨削齒與砂輪絕緣，磨粒不會因放電碳化脫落，且磨削修整緊隨燒蝕反應，由於表面存在軟化，巨觀磨削力很小；四是不使用油性工作介質，無環境污染，火災隱患等問題。
結題摘要
針對難加工金屬材料機械加工困難、電火花加工效率低的問題，提出放電誘導高效燒蝕及磨削修整複合加工技術。本項目進行了試驗系統構建、專用工藝設備研製、蝕除機理研究、加工工藝研究等工作。具體工作如下： 1. 對磨床進行改進，增加進電裝置，絕緣裝置，氣液供給裝置以及相關卡具，建立了一套放電誘導高效燒蝕及磨削修整複合加工體系。 2. 為最佳化導電齒和磨削齒分布協調高效燒蝕加工和磨削修整加工，合理設計組合砂輪內部流道，強化燒蝕效果。 3. 脈衝電源需要儘量保證每一次電火花放電都能誘導燒蝕加工的進行，並且使燒蝕加工持續的時間儘可能的長，因此設計了專用脈衝電源，以提高加工效率，降低砂輪電極損耗，甚至做到無損耗。 4. 為避免修整加工處於大切深狀態，設計了間隙檢測判據的研究及伺服控制系統。通過加工過程中切削力的檢測，研製相應的伺服系統，保證加工精度，降低刀具損耗。同時保證工件進給速度與燒蝕反應相匹配，防止速度過快導致燒蝕反應不充分，或速度過慢降低了加工效率。 5. 研究了砂輪高速旋轉狀態下的放電規律。 6. 研究了燒蝕加工規律。建立了高效燒蝕反應的放電燒蝕模型和加工機理。 7. 針對氣中放電易產生短路、拉弧，燒傷工件，電極損耗大的問題，進行了氣液兩相流場研究。通過仿真、計算不同比例的氣液兩相物質的流場，研究相應的工藝規律，找到適合燒蝕加工的參數。 8. 燒蝕表面形貌及變質層研究。通過工件微觀表面形貌及變質層分析其產生原因及形成規律。 9. 研究了機械修整加工規律。機械修整緊隨燒蝕加工之後進行，工件材料已經燒蝕的表面有所軟化，機械力較小，砂輪損耗少，加工精度高。 10. 砂輪損耗的研究。對砂輪損耗的工藝規律進行研究，以減少砂輪損耗。 11. 研究了各種電參數、非電參數對燒蝕效果的影響規律。通過項目研究實現了鈦合金等難加工金屬材料的高效、精密、綠色加工。在項目進行過程中，培養了博士生2名，碩士生8名（在讀2名），發表論文20篇，其中SCI收錄8篇，EI收錄5篇。申請發明專利3項。在三年的研究過程中，研究進程按預先研究計畫進行。本項目通過三年的研究工作，完成項目計畫的全部內容。
