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电火花放电烧蚀技术是在氧气的参与下,利用金属燃烧释放化学能的方式来去除材料的一种技术,这种技术从根本上解决了加工效率低的问题,但是烧蚀能量不可控.采用气雾作为加工介质,烧蚀能量可控的同时,材料蚀除率也得到了显著地提高.为此,本文先研究了雾化烧蚀机理以及常规电极的雾化烧蚀规律,而后提出了两种不同的电极形式:壁槽电极和集束电极.壁槽电极是在常规电极侧壁开斜槽的形式,通过斜槽能使烧蚀产物排出加工间隙,以达到高效烧蚀以及持续稳定加工的目的.集束电极为多孔形式,集束电极雾化烧蚀可进一步提高加工效率.最后进行了集束电极和壁槽电极的雾化烧蚀加工对比,利用各自的优势加工出了理想的方形型腔.本文的工作如下: 1、设计了雾化烧蚀实验系统,制作了电极夹具,选择合适的流量控制装置,通过控制阀门的大小产生不同气液配比的雾化介质,为实验开展提供了保障. 2、进行雾化条件下的放电烧蚀机理的研究,建立了雾化介质击穿模型,从宏观和微观的角度分析了雾化烧蚀的优越性. 3、开展了常规电极内冲液电火花、浸液纯氧烧蚀及雾化烧蚀的加工实验,实验结果表明:雾化烧蚀加工材料蚀除率是浸液纯氧烧蚀加工的1.3倍,是内冲液电火花加工的7倍,电极相对损耗与浸液纯氧烧蚀大致相同,是内冲液电火花的33%. 4、进行了常规电极雾化烧蚀工艺实验,分析了电参数和非电参数对加工的影响,结果表明:放电能量和气雾压力越高,材料蚀除率越大,电极相对损耗一直维持在较低的水准.随着气液体积比增大,材料蚀除率呈现先增加后减小的趋势,电极相对损耗呈现减小的趋势,实验得到最佳气液体积比为80∶1.实验结论为壁槽电极和集束电极雾化烧蚀研究提供了理论基础. 5、提出了壁槽电极雾化烧蚀加工的方法,对流场进行了仿真,验证了压力损失和排屑制约着壁槽电极雾化烧蚀的效率,当槽宽在1mm,倾斜角在60°附近时烧蚀效率最高,其烧蚀效率比常规电极提高了15.7%,电极相对损耗增加了6.2%,壁槽有促进排屑、提高表面质量的作用. 6、提出了集束电极雾化烧蚀加工的方法,对集束电极和壁槽电极流场进行了仿真对比.通过实验证明了集束摇动雾化烧蚀加工效率分别是壁槽电极雾化烧蚀和集束不摇动雾化烧蚀的1.5倍和1.3倍.先集束摇动雾化烧蚀而后进行壁槽电极雾化烧蚀的总时间是壁槽电极雾化烧蚀时间的73%,是先集束不摇动雾化烧蚀而后进行壁槽电极雾化烧蚀时间的58%,集束电极雾化烧蚀加工中摇动功能对加工效率影响较为明显,用本文提出的方法加工出了理想的方形型腔.