电火花线切割加工(慢走丝)是一种通过浸没在液体介质(煤油或水)中的电极丝和工件之间的系列放电去除材料的热电过程。经过近半个世纪的发展,该技术已十分成熟,达到了相当高的工艺水平,并广泛应用于航空、汽车、模具及其它材料加工领域,尤其是在复杂形状的高硬度、高强度、耐高温工件的加工应用上具有相当重要的地位。 一般情况下,电火花线切割加工的加工效率是比较低的,且加工中伴有断丝的干扰,对整体的加工成本、效率及精度产生了较大影响。通过在线切割加工中附加超声振动,对解决以上问题取得了满意效果。本文首先建立了描述超声线切割复合加工中电极丝振动状态的数学模型,并计算机模拟分析了超声振动对复合加工中电极丝振动状态及放电点分布状态的影响。然后,本文结合计算机模拟分析和工艺实验,对复合加工的加工机理及工艺规律进行了研究探索。 本文得出如下结论:(1)复合加工可以明显的提高慢走丝电火花线切割加工的加工效率,其加工机理为:超声振动有利于阻止胶体系统的聚沉,改善工作液循环状态,促进放电废屑排出切缝,使极间介质及时实现消电离,从而减少稳定电弧放电、过渡放电和短路放电的发生,提高了脉冲利用率。(2)超声线切割复合加工由于减少了过渡放电和稳定电弧放电的发生以及熔融金属在工件表面的附着,可以得到较低的工件表面粗糙度和较高的工件表面质量。(3)超声振动使放电点均匀分布,避免了电极丝断丝现象的频繁发生,保证加工的稳定性、连续性及工件的加工精度。(4)超声振动造成工件的尺寸误差有所增大,使得工件的整体尺寸有所减小。 本文的研究成果对超声线切割复合加工的实际应用具有一定的指导意义,并为超声线切割复合加工技术专家系统提供了实验依据。