1、1哈 尔 滨 工 业 大 学 创 新 研 修 课第 三 次 实 验 实 验 报 告实验名称： 陶瓷的线性切割实验 学 院： 材料学院 班 级： 1144101 学 号： 1114410121 姓 名： 雷斌 实 验 日 期 ：2013.06.012陶瓷的线性切割实验实验目的与要求：1、了解加工机床的基本组成。2、观察加工过程中出现的现象。3、了解陶瓷加工的原理。所用仪器和设备：陶瓷，煤油， 加工机床加工原理：20世纪 90年代，日本学者福泽康、毛利尚武提出了绝缘陶瓷辅助电极法电火花加工技术。在此基础上他们又提出了辅助电极线切割加工绝缘陶瓷的技术。这种方法的原理在于加工金属时由于在煤油工作液中的
2、放电，导致煤油热分解生成游离碳及和工件材料在工件表面生成的碳化物，在工件表面形成碳黑膜。因为碳黑膜具有导电性，如果在绝缘陶瓷材料的表面也能生成具有导电性的碳黑膜，形成放电回路的一极和电极丝间产生放电现象，就可以用电火花线切割的方法放电蚀除绝缘陶瓷材料。 辅助电极法线切割加工绝缘陶瓷时在绝缘陶瓷工件表面上形成一层金属导电层作辅助电极。以煤油作为工作液，辅助电极接脉冲电源正极，电极丝接脉冲电源负极。当脉冲电压施加到两极时，在电极丝与辅助电极间产生火花放电，放电过程中工作液煤油发生热分解，而产生大量的碳颗粒碳颗粒在电场作用下将向正极移动，并吸附在绝缘陶瓷表面上，形成具有一定强度和厚度的化学吸附层。在
3、电火花线切割放电加工过程中产生的热量使煤油工作液发生裂变、分解，生成游离碳微粒后与电蚀产物结合形成碳胶团，形成带负电的碳胶粒，在电场力作用下移向工件表面。最终在绝缘陶瓷工件待加工表面上形成具有导电性的碳黑膜，形成放电回路，创造出放电加工的条件。所以辅助电极法要求工作液必须是煤油，辅助电极端必须接正极。实验过程：设定一定的加工参数，首先由学长介绍加工机床的主要构成，机床和控制柜上每个按键和按钮的功能，工件的装夹和加工的操作工程。然后按以下步骤进行试验。（1）将工件和电极分别安装在工作台上，按要求找正它们之间的位置关系，编写加工的程序以及运动轨迹。（2）将煤油注入工作池中，煤油必须浸过工件和电极。
4、3（3）打开电源，按操作步骤进行加工，如有错位及时检查修正。（4）钛合金被穿透后关闭电源，取下工件，记录有关数据。（5）记录实验数据。实验参数脉宽 脉间 开路电压 峰值电流 丝速20us 120us 100V 5A 3.4m/s实验现象：在试验中可以观察到以下现象：1、在煤油的表面有烟冒出并且有小气泡产生，分析主要原因可能是在电极放电过程中电极与材料之间会产生高温，产生的高温足以使煤油裂解气化，产生气泡和黑烟。2、在电极和加工材料之间有电火花产生。加工过程中出现的几种波形：实验数据处理：实验数据加工时间 253s加工深度 2mm加工厚度 11mm加工深度 H=2mm加工时间 t= 253s 加
5、工厚度 h=11mm加工速度=5.22mm 2/s实验结论：(1) 本实验利用辅助电极的方法,在快走丝机床上对绝缘陶瓷进行了电火花线切割加工。 4(2) 绝缘陶瓷线切割加工的主要蚀除方式为，在脉冲能量较小时主要以气化和熔化方为主，当峰值电流较大，脉冲能量较大时，主要表现为气化、热剥离和热应力去除等方式。峰值电流和电压的变化影响着脉冲能量的变化，从而影响蚀除方式发生变化，对加工速度有着重要的影响。（3）陶瓷的加工速度比较慢。 注意事项：1、加工过程中必须采用脉冲电源。2、加工过程中必须保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙。3、火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质中进行，在该实验中在煤油中进行。4、煤油必须浸没工件，保证实验的安全顺利进行。
