纤维强化陶瓷复合材料的电火花加工.pdfVIP

设计 ·研 究 《电加工与模具)2015年第1期 纤维强化陶瓷复合材料的电火花jJl：!T． 魏 臣隽 ，刘 剑 ，许正昊 ，许清清 (1．上海无线 电设备研究所 ，上海 200090； 2．上海大学机电工程与 自动化学院，上海 200072) 摘要 ：陶瓷基复合材料密度低 ，在高温下仍保持高强度 ，被认为是下一代先进的航空航天材 料 ，但对其加工却十分困难。采用电火花方法加工一种连续陶瓷纤维强化陶瓷基复合材料 ，并比较 排屑条件对加工性能的影响。为深入研 究加工工艺，使用正交试验研 究了极 间电压、峰值电流、脉 宽和 占空比等工艺参数对材料去除率的影响，同时进行了方差分析。通过分析预测 了最优加工条 件 ，并通过试验进行验证。结果表 明：采用电介质深冲的电火花加工可促进排屑 ，材料去除率提高 了约8O％；采用高极 间电压和小占空比可显著提高加工效率。试验还发现这类复合材料 电火花的 主要去除方式是基体材料热扩散导致的裂纹和绝缘 纤维的断裂。 关键词 ：电火花加工 ；陶瓷基复合材料 ；纤维强化 ；工艺优化 中图分类号 ：TG661 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009—279X(2015)01—0025—05 EDM ofCeramicM atrixCompositewithFiberReinforcement WeiChenjun，LiuJian，XuZhenghao2,XuQingqing (1．ShanghaiRadioEquipmentResearchInstitute，Shanghai200090，China； 2．ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) Abstract：Ceramicmatrixcomposites (CMC)areconsideredthenextgenerationofadvanced materialsusedinspaceandaviationduetotheirhigh-temperaturestrengthandlow density．However， thesematerialsaredifficulttoprocess．Electricaldischargemachining (EDM)wasusedtoprocessa CMCwithcontinuousceramicfiberreinforcement．Electrodevibrationanddielectricdeepflushingwere used to promote debrisevacuation．Gap voltage，peak current，pulse duration and duty ratiowere studied using design ofexperimentsfordeeperunderstandingofthe process．Theeffectofthese parametersonmaterialremovalratewasinvestigated，andan analysisofvariancewasconducted．The optimalconditionwasalsopredictedandexperimentallyvalidated．Itwasfoundthatahighgap voltage orlow dutyratio leadsto ahighmachiningrate due to improved debrisevacuation efficiency．The materialremovalmechanism wasfound to be cracking due to thermalexpansion ofthematrix and breakageofthenonconductivefibers． K