短电弧加工技术及其应用 被引量：40

1

作者 梁楚华 周建平 +1 位作者 朱志坚 何英 《现代制造工程》 CSCD 2007年第12期92-93,112,共3页

简述短电弧加工技术的基本工作原理,介绍该技术目前的发展状况及技术应用领域,有待于解决的关键技术问题,指出该技术的实际应用价值及发展前景,对于指导短电弧加工技术的深入研究具有一定意义。

关键词 短电弧加工 特种加工 硬面材料 加工机理

下载PDF 职称材料

镍基高温合金短电弧铣削加工性能与电极损耗规律研究 被引量：15

2

作者 汪兵兵 周建平 +1 位作者 许燕 姜宏 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第10期139-143,共5页

简述了短电弧切削加工技术中的新型铣削方法和短电弧数控铣削加工机床的加工原理。采用短电弧铣削加工方法加工镍基高温合金(GH4169),在不同电源放电参数下观察加工后工件的宏观组织、工件加工表面粗糙度、电极的损耗情况,测量工件显微... 简述了短电弧切削加工技术中的新型铣削方法和短电弧数控铣削加工机床的加工原理。采用短电弧铣削加工方法加工镍基高温合金(GH4169),在不同电源放电参数下观察加工后工件的宏观组织、工件加工表面粗糙度、电极的损耗情况,测量工件显微硬度、观察加工波形图,初步得出在不同加工电源参数对加工工件表面质量的影响规律。实验表明:通过对加工后的工件宏观观察发现,工件表面粗糙度与放电占空比有关,结合采集到的放电波形可以总结出,占空比越大,表面粗糙度值越大;电压在小范围变化时电压对加工工件表面质量影响不大;离加工表面越近,显微硬度越高;电压越大,相对电极损耗比较小;通过调整电源参数可以得到满意的镍基高温合金(GH4169)的表面质量与较小的电极损耗。 展开更多

关键词 短电弧铣削 GH4169 表面质量 电源参数 电极损耗

下载PDF 职称材料

短电弧铣削工具电极材料的放电性能研究 被引量：10

3

作者 汪兵兵 周建平 +1 位作者 许燕 姜宏 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第5期94-98,共5页

镍基高温合金（GH4169）高温下具有较好的热稳定性、屈服强度高、塑性好的特点,并有较好的焊接性能、较高的耐蚀性和抗氧化性能,在-196~700℃很宽的温度范围内组织性能稳定。用不同电源放电参数与不同电极材料进行实验加工,观察加工效... 镍基高温合金（GH4169）高温下具有较好的热稳定性、屈服强度高、塑性好的特点,并有较好的焊接性能、较高的耐蚀性和抗氧化性能,在-196~700℃很宽的温度范围内组织性能稳定。用不同电源放电参数与不同电极材料进行实验加工,观察加工效率、工件表面粗糙度、电极损耗、工件表面完整性、工件表面显微结构、工件表面化学成分。实验表明：短电弧加工中,相同加工条件下工具电极的相对质量损耗为铝〉碳钢〉紫铜〉石墨;低电压加工时紫铜电极的损耗率是石墨电极损耗率的7倍,增大加工电压紫铜电极损耗比石墨电极损耗高15~20倍;短电弧铣削加工后,工件表面存在熔滴、凹坑、裂缝和再铸层;短电弧铣削加工中,工具电极材料中元素会向工件里渗透,工件上的元素会向工具电极渗透。 展开更多

关键词 短电弧铣削 石墨电极 紫铜电极 GH4169

下载PDF 职称材料

镍基高温合金短电弧加工工艺参数优化 被引量：7

4

作者 许燕 王博 周建平 《机床与液压》 北大核心 2018年第11期106-110,共5页

为了对短电弧加工镍基高温合金材料过程中的材料去除速度,表面质量和电极损耗等工艺目标进行综合评价,在新型数控短电弧铣床设备上对峰值电流、脉冲宽度、占空比和电压等可调工艺参数进行正交试验,并运用灰色理论进行试验数据的分析。... 为了对短电弧加工镍基高温合金材料过程中的材料去除速度,表面质量和电极损耗等工艺目标进行综合评价,在新型数控短电弧铣床设备上对峰值电流、脉冲宽度、占空比和电压等可调工艺参数进行正交试验,并运用灰色理论进行试验数据的分析。将复杂多变的多工艺目标转换为单一评价指标,即灰关联度。该方法很大程度地简化了试验过程,最终得到最优工艺参数组合方案。试验结果表明:得到的参数组合能够在保证表面质量的前提下提高短电弧加工效率并降低电极损耗率。 展开更多

关键词 镍基高温合金 短电弧加工 灰色理论 参数优化

下载PDF 职称材料

不同电极材料的短电弧铣削加工效率研究 被引量：4

5

作者 李雪芝 周建平 许燕 《机床与液压》 北大核心 2017年第11期98-102,共5页

短电弧铣削加工是一种新型的放电加工,它进一步提高了放电加工效率。论述了短电弧加工材料去除机制、去离子原则和热现象,分析了余热对材料去除率(MRR)的影响。研究了短电弧铣削加工效率的主要指标——MRR,在不同工具、工件电极的材料... 短电弧铣削加工是一种新型的放电加工,它进一步提高了放电加工效率。论述了短电弧加工材料去除机制、去离子原则和热现象,分析了余热对材料去除率(MRR)的影响。研究了短电弧铣削加工效率的主要指标——MRR,在不同工具、工件电极的材料组合下,分析峰值电流、脉冲时间、脉冲间隔、进给速度、气压等工艺因素对MRR的影响规律。实验表明:不同电极材料组合的MRR存在差异;在大多数放电条件下,石墨电极和45碳钢工件获得较高的MRR,而紫铜电极和镍基高温合金GH4169工件获得较低的MRR。 展开更多

关键词 短电弧铣削加工 去离子原则 材料去除率

下载PDF 职称材料

数控短电弧铣削加工最优进给速度研究 被引量：2

6

作者 王博 周建平 +3 位作者 木合塔尔.克力木 许燕 汪兵兵 李雪芝 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第6期110-112,117,共4页

在实验基础上得出短电弧铣削加工进给速度对工具电极相对损耗的影响规律,并确定在特定铣削深度下的最优加工速度。实验分析发现:进给速度增加的过程中,各个阶段的损耗方式不相同;在一定范围内,随着工具电极进给速度的增加电极相对损耗... 在实验基础上得出短电弧铣削加工进给速度对工具电极相对损耗的影响规律,并确定在特定铣削深度下的最优加工速度。实验分析发现:进给速度增加的过程中,各个阶段的损耗方式不相同;在一定范围内,随着工具电极进给速度的增加电极相对损耗呈现先减小后增大的趋势,当加工速度增加到0.75 mm/s时,电极相对损耗达到最小值10%。根据短电弧加工的机理和特点,提出了"逐差法"寻找不同铣削深度下最优电极进给速度,与手动寻找最优加工速度相对比发现二者结果相近。证明"逐差法"的准确性,为日后短电弧铣削加工探寻电极损耗提供参考。 展开更多

关键词 短电弧铣削加工 电极损耗 进给速度 算法

原文传递

短电弧脉冲电源新型双闭环控制策略研究

7

作者 周宗杰 许燕 周建平 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期108-111,共4页

针对短电弧铣削粗加工过程中,电弧熄灭引起短路而造成的电弧不稳定及加工停滞问题,基于电弧特性提出优化和改进短电弧脉冲电源的控制策略,在双闭环并联切换控制模式下,采用自适应脉宽调制(PWM)滑模控制(SMC)方法来实现空载恒压、负载稳... 针对短电弧铣削粗加工过程中,电弧熄灭引起短路而造成的电弧不稳定及加工停滞问题,基于电弧特性提出优化和改进短电弧脉冲电源的控制策略,在双闭环并联切换控制模式下,采用自适应脉宽调制(PWM)滑模控制(SMC)方法来实现空载恒压、负载稳流的电源输出特性,建立Matlab电源控制系统仿真模型,并进行实验。实验结果表明,改进后脉冲电源输出电压平稳,抗外界干扰能力强,响应速度快,能满足短电弧加工要求。 展开更多

关键词 脉冲电源 短电弧加工 电弧特性 滑模控制

下载PDF 职称材料

基于双闭环PI控制的短电弧加工脉冲电源设计 被引量：1

8

作者 许以浩 周建平 +1 位作者 许燕 周宗杰 《新疆大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期242-247,共6页

针对传统短电弧电源在负载发生突变时,存在功率管开关冲击大、输出电压波形超调量大、电压幅值大幅度调节时稳定性差等问题,设计了基于双闭环PI控制优化方案的短电弧加工脉冲电源.该电源在传统硬件PI闭环控制的基础上结合数字PI闭环控制... 针对传统短电弧电源在负载发生突变时,存在功率管开关冲击大、输出电压波形超调量大、电压幅值大幅度调节时稳定性差等问题,设计了基于双闭环PI控制优化方案的短电弧加工脉冲电源.该电源在传统硬件PI闭环控制的基础上结合数字PI闭环控制,实现分段PI、双闭环控制,电源主电路设计采用两级调制的设计方案.通过基于MATLAB软件仿真的实验结果表明:相比传统硬件PI闭环控制方式,采用双闭环PI控制优化方案的新型短电弧加工脉冲电源输出电压波形的超调量及超调时间均得到减少,具有更加良好的稳态和动态特性;短电弧铣削加工实验验证表明:采用电压值10～30 V、占空比30%～90%、频率200 Hz～800 Hz可调电参数时,短电弧加工质量好,验证了该电源稳定可靠、输出特性良好的性能. 展开更多

关键词 脉冲电源 短电弧加工 ARM MATLAB仿真

下载PDF 职称材料

短电弧加工不同直径电极间隙流场研究 被引量：1

9

作者 常星星 周建平 +1 位作者 胡国玉 许燕 《机床与液压》 北大核心 2020年第2期13-17,共5页

在短电弧加工过程中,利用流体软件Fluent对不同的电极直径加工间隙流场进行仿真,通过极间流场中的压力场与速度场间接得出加工屑排除的变化规律,并通过实验进行验证。结果发现:电极直径的增大可以促进加工屑从加工间隙排出,减少因间隙... 在短电弧加工过程中,利用流体软件Fluent对不同的电极直径加工间隙流场进行仿真,通过极间流场中的压力场与速度场间接得出加工屑排除的变化规律,并通过实验进行验证。结果发现:电极直径的增大可以促进加工屑从加工间隙排出,减少因间隙颗粒的堆积而产生的短路现象,从而避免“二次放电”;当加工深度不变时,电极直径的大小与工件材料的去除率呈正相关,证明短电弧加工过程中存在“面积效应”;电极直径的相对变化对工件表面质量没有明显的改善,即对表面粗糙度的影响不大。 展开更多

关键词 短电弧加工 电极直径 间隙流场

下载PDF 职称材料

基于BP神经网络和遗传算法的大功率脉冲电源优化设计 被引量：6

10

作者 周建平 许燕 +2 位作者 操窘 尹贻梁 许以浩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期9-13,129,共5页

短电弧脉冲电源的性能指标对短电弧加工工件工艺性有着十分重要的影响.文中通过建立脉冲电源的Matlab仿真模型,利用模型仿真数据对电源神经网络模型进行训练,结合基于目标加权法的遗传算法对电源参数进行优化,指导短电弧样机电源参数的... 短电弧脉冲电源的性能指标对短电弧加工工件工艺性有着十分重要的影响.文中通过建立脉冲电源的Matlab仿真模型,利用模型仿真数据对电源神经网络模型进行训练,结合基于目标加权法的遗传算法对电源参数进行优化,指导短电弧样机电源参数的修改,并进行了启动性试验和负载突变试验.结果表明,采用BP-GA算法优化的短电弧电源不仅可以减少了系统调试时间、节约调试和试验成本,并且具有输出电压平稳,受外界干扰小,响应速度快等优点. 展开更多

关键词 短电弧加工 MATLAB仿真 神经网络 遗传算法 优化设计

下载PDF 职称材料

不同空气流量下纯钨电极短电弧脉冲放电过程研究

11

作者 鲁文峰 李雪芝 +2 位作者 汪兵兵 张兆明 辛少坤 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第8期42-48,共7页

为进一步探索空气中短电弧加工(short electric arc machining, SEAM)放电过程,揭示短电弧放电加工中凹坑形成和材料去除机制,以空气作为介质,探究0 L/min和20 L/min空气流量对电弧-熔池和材料去除过程的影响,并进行对比试验研究。结果... 为进一步探索空气中短电弧加工(short electric arc machining, SEAM)放电过程,揭示短电弧放电加工中凹坑形成和材料去除机制,以空气作为介质,探究0 L/min和20 L/min空气流量对电弧-熔池和材料去除过程的影响,并进行对比试验研究。结果表明,脉冲持续时间内,电弧经历快速膨胀、变形膨胀、稳定和熄灭4个阶段。在电弧膨胀阶段,材料以蚀除颗粒去除为主;在电弧稳定阶段,材料以熔融物与蚀除颗粒去除为主;在放电后续熄灭阶段,材料以熔融物去除为主。此外,连续脉冲放电中容易产生爆炸力,进一步增加金属材料去除量。提高空气流量可增大去除颗粒体积和抑制裂纹产生。 展开更多

关键词 短电弧加工 纯钨电极 脉冲放电 电弧-熔池 凹坑

下载PDF 职称材料

Inconel625合金和TC11合金的短电弧加工特性分析

12

作者 张钊源 鞠录岩 郭龙龙 《热加工工艺》 北大核心 2024年第10期97-100,共4页

利用短电弧加工系统对Inconel625合金和TC11合金在不同电加工参数下加工,研究了电参数的变化和电加工高温对该材料的加工性能、金相组织及硬度变化的影响。结果表明:该加工技术对两种难加工材料均具有较明显的去除率,高电压加工去除率更... 利用短电弧加工系统对Inconel625合金和TC11合金在不同电加工参数下加工,研究了电参数的变化和电加工高温对该材料的加工性能、金相组织及硬度变化的影响。结果表明:该加工技术对两种难加工材料均具有较明显的去除率,高电压加工去除率更高,但加工表面较粗糙,而低电压加工会获得较好的表面质量。受电加工热能影响,材料金相组织均发生转变,晶粒细化明显,Inconel625合金形成318.6μm厚的热影响层,其硬度提升16.9%;TC11合金形成175.2μm厚的热影响层,其硬度提升32.8%,两种材料的性能变化均能满足后续的精加工要求。 展开更多

关键词 短电弧加工 金相组织 INCONEL625合金 TC11合金

下载PDF 职称材料

基于ARM的短电弧机床加工脉冲电源设计 被引量：4

13

作者 操窘 周建平 许燕 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2014年第9期38-40,共3页

短电弧加工机理研究要求电源输出低电压、大电流,输出频率及占空比可调且能实时采集电源各输出参数。针对上述要求,设计了一种基于ARM的短电弧机床数字化电源。该电源由脉冲电压电路和数字控制电路组成,脉冲电压电路提供所需脉冲电压,... 短电弧加工机理研究要求电源输出低电压、大电流,输出频率及占空比可调且能实时采集电源各输出参数。针对上述要求,设计了一种基于ARM的短电弧机床数字化电源。该电源由脉冲电压电路和数字控制电路组成,脉冲电压电路提供所需脉冲电压,数字控制电路为脉冲电压电路提供控制及保护信号。并设计了一种调压控制电路,该电路具有调压范围广,稳压效果好等特性。实验结果证明了该电源满足对短电弧加工实验研究的需要,为短电弧加工机理研究提供了重要的技术支持。 展开更多

关键词 脉冲电源 短电弧加工 调压电路

下载PDF 职称材料

Ti-6Al-4V短电弧铣削加工热源的有限元分析 被引量：3

14

作者 仇未星 周建平 +2 位作者 许燕 胡国玉 陈小康 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期147-151,共5页

为确定短电弧铣削加工的热源,选取高斯热源和均匀热源,以Ti-6Al-4V为工件材料,分别建立两种热源下的三维短电弧单凹坑有限元仿真模型。开展单脉冲实验,分析采集的电压、电流波形;观看高速摄像机拍摄的照片;对比超景深拍摄的单个凹坑尺... 为确定短电弧铣削加工的热源,选取高斯热源和均匀热源,以Ti-6Al-4V为工件材料,分别建立两种热源下的三维短电弧单凹坑有限元仿真模型。开展单脉冲实验,分析采集的电压、电流波形;观看高速摄像机拍摄的照片;对比超景深拍摄的单个凹坑尺寸、三维形貌、轮廓曲线,得出高斯热源更适合短电弧铣削加工。并在确定热源的基础上截取三维凹坑的二维截面,证明所建立的高斯热源模型是可靠的,能比较准确地模拟短电弧铣削放电凹坑形成过程。 展开更多

关键词 短电弧铣削加工 高斯热源 均匀热源 放电凹坑

下载PDF 职称材料

基于曲面响应法的短电弧磨削蜂窝环工艺研究

15

作者 汪兵兵 王子健 +1 位作者 丁胜威 周建平 《机床与液压》 北大核心 2024年第12期52-58,共7页

蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足加工质量的要求,需要采用短电弧加工技术加工此类零部件。为获得最优的加工参数,以重铸层厚度和微观形貌为指标,分析电流及电压波形、表面能谱、工件表面和截面形貌,... 蜂窝密封结构是当代航空发动机的先进高效密封结构,传统加工难以满足加工质量的要求,需要采用短电弧加工技术加工此类零部件。为获得最优的加工参数,以重铸层厚度和微观形貌为指标,分析电流及电压波形、表面能谱、工件表面和截面形貌,并进行响应曲面分析。结果表明:对重铸层厚度和加工时间影响的显著性为:进给速度>工件转速>电极转速,重铸层厚度随进给速度增加而增加,随工件和电极转速增加而减小,且表面质量有相同的趋势。多目标优化获得最佳参数为:工件转速5.863 r/min,电极转速287.114 r/min,进给速度0.087 mm/min。因此,适当降低进给速度,提高工件和电极转速,可减少微裂纹、冲蚀凹坑和熔滴颗粒等现象,提高工件表面质量,降低重铸层厚度。 展开更多

关键词 短电弧磨削 重铸层 表面质量 参数优化

下载PDF 职称材料

基于电参数的GH4099短电弧铣削加工工艺研究

16

作者 张化平 仇未星 +3 位作者 周建平 王翔 唐小强 周建桂 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第5期101-106,共6页

短电弧铣削加工作为一种新的放电加工技术,本质上是一种热加工,其对镍基高温合金的加工具有很大优势。为探究短电弧铣削加工GH4099最优电参数工艺组合,创造性建立了GH4099短电弧铣削加工放电凹坑数值模拟模型,研究了电压、频率和占空比... 短电弧铣削加工作为一种新的放电加工技术,本质上是一种热加工,其对镍基高温合金的加工具有很大优势。为探究短电弧铣削加工GH4099最优电参数工艺组合,创造性建立了GH4099短电弧铣削加工放电凹坑数值模拟模型,研究了电压、频率和占空比对放电凹坑形貌的影响规律,得出GH4099加工的最优电参数:30 V、1 kHz、60%,并通过设计实验,验证该参数加工下的工件材料去除率以及表面质量。这不仅可以实现GH4099材料的高效加工,而且能促进短电弧热加工理论的完善。 展开更多

关键词 短电弧铣削加工 热加工 镍基高温合金 放电凹坑

下载PDF 职称材料

短电弧加工参数对钛合金TC4加工特性的影响研究 被引量：3

17

作者 彭海 张钊源 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第2期122-126,共5页

为研究钛合金TC4的加工特性,采用短电弧加工系统对钛合金TC4进行加工试验,确定短电弧加工参数对钛合金材料去除速率与加工表面质量的影响,在相同的加工条件下与不锈钢PH17-4试件进行了对比。采用正交试验确定影响加工表面质量的主次因... 为研究钛合金TC4的加工特性,采用短电弧加工系统对钛合金TC4进行加工试验,确定短电弧加工参数对钛合金材料去除速率与加工表面质量的影响,在相同的加工条件下与不锈钢PH17-4试件进行了对比。采用正交试验确定影响加工表面质量的主次因素和最佳电加工参数,同时对电弧加工后的钛合金材料表面层进行了检测及分析。结果表明:短电弧加工钛合金TC4时,当放电间隙减小和电源电压增大时,金属材料的去除速率增大,加工效率提高,但工件的表面质量降低;当工件转速提高时,工件表面粗糙度值变化不明显,但材料去除速率增大;相同的加工条件下,其去除速率与表面质量均略低于不锈钢。影响钛合金TC4加工表面粗糙度的因素主次顺序为电源电压>放电间隙>主轴转速,最优加工方案为放电间隙0.3 mm,主轴转速118 r/min,电源电压10 V。加工后的钛合金材料表面层的机械性能及金相组织基本稳定,过热层厚度及硬度变化不明显,对后续的精加工不会造成困难,这为短电弧加工技术在钛合金材料加工方面的应用提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 钛合金TC4 短电弧加工 电加工参数

下载PDF 职称材料

短电弧加工中电弧控制技术的研究 被引量：1

18

作者 冯俊辉 倪文波 王雪梅 《新技术新工艺》 2020年第3期33-36,共4页

短电弧加工中电弧能量大,电热转换效率高,具有更高的加工效率,但易造成工件损伤,因此对加工电弧的控制成为研究短电弧加工技术的关键。提出采用工具电极旋转,结合电极内部冲液的方法实现对加工电弧的有效控制,研制了一台具有工具电极旋... 短电弧加工中电弧能量大,电热转换效率高,具有更高的加工效率,但易造成工件损伤,因此对加工电弧的控制成为研究短电弧加工技术的关键。提出采用工具电极旋转,结合电极内部冲液的方法实现对加工电弧的有效控制,研制了一台具有工具电极旋转及内部冲液功能的短电弧加工装置,分别对装置的机械结构、脉冲电源、电弧控制电路和保护电路进行了设计。通过在高硬度的Monel400合金工件上进行多组短电弧加工试验,以及对加工电弧电压电流的检测和分析,验证了电极旋转内冲液方法对电弧控制的有效性。 展开更多

关键词 短电弧加工 电弧控制 硬面材料

下载PDF 职称材料

W-Cu电极材料的短电弧铣削加工性能试验研究 被引量：2

19

作者 李雪芝 周建平 +1 位作者 王恪典 许燕 《机床与液压》 北大核心 2020年第8期1-6,共6页

为掌握短电弧铣削加工工艺规律,应尽可能控制其加工效果,实现高效率、低损耗的目的,基于系统的工艺试验研究,选择W-Cu、石墨作为工具电极,开展不同电极材料对工作介质注入、蚀除物抛出、电能利用率影响规律的短电弧铣削工艺试验,获取各... 为掌握短电弧铣削加工工艺规律,应尽可能控制其加工效果,实现高效率、低损耗的目的,基于系统的工艺试验研究,选择W-Cu、石墨作为工具电极,开展不同电极材料对工作介质注入、蚀除物抛出、电能利用率影响规律的短电弧铣削工艺试验,获取各工艺参数对MRR、TWR、表面形貌和金相组织等评价指标的影响规律,并进一步解释其规律成因,发挥短电弧高效加工硬质合金的优势。 展开更多

关键词 短电弧铣削加工 微观形貌 金相组织 MRR TWR

下载PDF 职称材料

数控短电弧加工机床及其横向进给机构设计

20

作者 何英 梁楚华 +1 位作者 刘菊蓉 李明 《现代制造工程》 CSCD 2006年第5期118-120,共3页

阐述短电弧加工技术的基本工作原理及该技术的实际应用价值和发展前景。介绍数控短电弧加工机床的总体结构及其横向进给机构的设计。该机床的成功研制为短电弧加工技术的深入研究奠定了基础,同时对硬面材料加工研究具有一定的参考价值。

关键词 短电弧加工 数控机床 横向机构

下载PDF 职称材料