微细常规电火花加工中的相关理论与技术研究

本书是作者在电火花加工领域多年不断的科研探索和实践、学习和积累的总结。作者将微细电火花加工和常规电火花加工在理论、实践中遇到并解决的共性问题进行合理总结，形成“微细/常规电火花加工中的相关理论与技术研究”的基本内容。全书共分6章：第1章概述微细/常规电火花加工技术及国内外研究现状；第2章研究微细/常规电火花加工放电机理；第3章研究高频脉冲加工的集肤效应及其影响；第4章仿真研究电蚀产物的排出过程；第5章研究电极损耗及形状变化规律；第6章研究加工表面质量。书中内容不仅注重理论模型、基本原理的介绍，还运用仿真与试验相结合的研究方法，研究内容更具可信性和参考价值。

目录
前言
1  绪论 1
1.1  引言 1
1.2  微细/常规电火花加工技术概述 3
1.2.1  微细/常规电火花加工过程的微观描述 4
1.2.2  电火花加工技术的基本原理 5
1.2.3  电火花加工技术的发展动向 6
1.3  微细/常规电火花加工技术国内外研究现状 9
1.3.1  放电加工机理研究现状 9
1.3.2  集肤效应对放电过程影响的研究现状 11
1.3.3  电蚀产物排出方法及排出过程研究现状 11
1.3.4  电极损耗及形状变化规律研究现状 12
1.3.5  加工表面质量研究现状 14
1.4  本书主要内容 14
参考文献 16
2  微细/常规电火花加工放电机理研究 20
2.1  极间介质击穿过程的研究 20
2.1.1  放电击穿过程的研究 20
2.1.2  放电击穿过程的理论模型 29
2.1.3  多材质电极放电击穿概率的研究 34
2.1.4  多材质电极放电击穿试验与结果分析 38
2.2  材料熔蚀过程的仿真研究 42
2.2.1  材料熔蚀过程物理模型 42
2.2.2  材料熔蚀过程数学模型 43
2.2.3  材料熔蚀过程仿真模型的建立 46
2.2.4  材料熔蚀过程仿真与结果分析 47
2.3  材料抛出过程的仿真研究 55
2.3.1  抛出力作用机理的探究 55
2.3.2  金属基体与硬质颗粒的运动方程 60
2.3.3  边界条件与仿真模型的建立 62
2.3.4  材料抛出过程仿真与结果分析 63
参考文献 73
3  高频脉冲电火花加工的集肤效应及其影响 75
3.1  高频电路中的集肤效应简介 75
3.2  高频脉冲电源下集肤效应的影响 77
3.2.1  不同类型脉冲电源下集肤效应的影响 77
3.2.2  集肤效应影响微细电火花加工的试验研究 81
3.2.3  集肤效应对放电过程的影响 83
3.3  高频脉冲电火花加工的数学及仿真模型建立 87
3.3.1  工具电极内电磁场 87
3.3.2  工件感应电流和电动势 88
3.3.3  仿真模型的建立与加载 89
3.3.4  电参数和材料的选取 91
3.3.5  模型的验证 91
3.4  电参数对电极集肤效应的影响及工件表面电流密度分布 93
3.4.1  不同电参数对集肤效应的影响 93
3.4.2  工件表面电流密度分布规律 99
3.5  集肤效应影响下电特别面与工件孔底表面放电概率计算 104
3.5.1  电场强度曲线拟合步骤 104
3.5.2  电场强度拟合函数与项数的选择 104
3.5.3  电特别面与工件不同深度孔底表面放电概率计算 107
3.5.4  实际加工中总放电概率的计算 110
3.6  高频脉冲微细电火花加工放电通道形成过程 113
3.6.1  放电通道的发展与高频脉冲下的磁力箍缩效应 113
3.6.2  高频磁力箍缩效应对放电通道的影响 116
3.6.3  试验验证与讨论 118
3.7  应用集肤效应的曲面加工 121
3.7.1  集肤效应影响电极形状的试验研究 121
3.7.2  集肤效应对曲面加工影响的试验研究 124
参考文献 127
4  电蚀产物排出过程仿真研究 129
4.1  电蚀产物排出过程建模 129
4.1.1  间隙流场特性分析 129
4.1.2  电蚀产物运动方程 129
4.1.3  冲液排屑加工方式 132
4.2  流场仿真模型建立 132
4.2.1  极间间隙流场几何模型 133
4.2.2  流场区域变形模型 134
4.2.3  电蚀产物生成模型 135
4.3  连续放电过程电蚀产物运动仿真 136
4.3.1  仿真条件 136
4.3.2  电蚀产物运动仿真与结果分析 137
4.3.3  加工参数对电蚀产物分布的影响 156
4.3.4  电蚀产物排出的试验研究 160
4.4  超声辅助电火花微小孔加工电蚀产物运动仿真 163
4.4.1  电蚀产物运动仿真与结果分析 164
4.4.2  加工参数对电蚀产物分布的影响 177
参考文献 181
5  电极损耗及形状变化规律研究 183
5.1  单材质电极损耗及形状变化 183
5.1.1  试验条件 183
5.1.2  工件材料对电极损耗的影响 184
5.1.3  工具电极材料对电极损耗的影响 186
5.1.4  加工极性对电极损耗的影响 189
5.1.5  电极形状变化规律 189
5.2  多材质电极损耗及形状变化 194
5.2.1  多材质电极的制备 194
5.2.2  各电极组分在电极损耗上的相互影响 195
5.2.3  电极材料对电极损耗的影响 198
5.2.4  加工极性对电极损耗的影响 203
5.2.5  多材质电极形状变化规律 204
5.3  基于图像处理技术的电极损耗研究 207
5.3.1  电极边缘轮廓的提取 208
5.3.2  轮廓特征的描述 210
5.3.3  局部电极损耗的关系 212
5.4  电火花-电解复合加工工作液浓度对电极损耗的影响 214
5.4.1  电火花-电解复合加工原理 215
5.4.2  试验方案设计 215
5.4.3  工作液浓度对电极相对损耗的影响 217
5.4.4  工作液浓度对电极形状变化的影响 219
5.5  外加磁场对铁磁材料电火花小孔加工的影响 221
5.5.1  极间电蚀产物对放电过程的影响 221
5.5.2  外加磁场电火花加工试验 222
5.5.3  外加磁场对加工速度的影响 223
5.5.4  外加磁场对电极损耗的影响 226
5.5.5  外加磁场位置对加工的影响 226
参考文献 227
6  电火花加工表面质量研究 229
6.1  电火花加工表面裂纹的研究 229
6.1.1  裂纹的形成过程 229
6.1.2  典型加工表面裂纹分析 229
6.1.3  抑制裂纹产生的途径 233
6.2  电火花加工表面微观特性的研究 234
6.2.1  加工表面微观形貌形成过程 234
6.2.2  表面微观形貌分析 238
6.2.3  表面剥落现象 241
6.3  沉积加工涂层表面质量研究 245
6.3.1  钛合金电火花沉积加工试验条件 245
6.3.2  工艺参数对涂层表面形貌的影响 250
6.3.3  工艺参数对涂层表面粗糙度的影响 258
参考文献 264