電極超聲復合混粉電火花加工TC4試驗研究

趙玉田，邵云鵬，祝錫晶，成 全

（中北大學機械工程學院，山西 太原 030051）

1 引言

電火花加工是基于工具電極與工件之間脈沖性火花放電產生的高溫高壓蝕除工件材料的一種加工技術。由于放電過程是在工具電極和工件之間的間隙中發生，因此不存在接觸應力，精度優于傳統機械加工，適用于高精度要求的復雜曲面加工；由于電火花加工材料去除方式是以高溫熔化和氣化為主，因此適用于各種難加工的導電材料。

TC4鈦合金耐高溫和低溫，溫度適應區間較寬，密度約為合金鋼的1/2，比強度約為合金鋼的1.3倍，抗腐蝕能強。由于其具有優良的物理性能和化學性能，被用于航空發動機、潛艇和航母零部件的制造。但其較小的彈性模量導致機械加工時容易產生應力形變和周期性振動，影響加工精度；TC4合金的導熱性能較差，機械加工時切削區產生的高溫加速了刀具磨損，降低了加工精度。而電火花加工能有效克服機械加工TC4合金遇到的問題。為了提高電火花加工效率、獲得更好的表面質量，國內外學者做了大量的研究。在工作液中添加導電的粉末顆粒有效提高了材料去除率，降低了表面粗糙度Ra值[1]，文獻[2]研究了粉末分布對加工液電場的影響。其作用機理是：導電粉末增大了極間間隙，有利于加工屑的排除，改善了放電環境，使放電點分布均勻，有效避免了集中放電引起的拉弧，提高了脈沖利用率[3-4]。但在大面積加工時，粉末顆粒容易在加工面中心位置沉積，加工的穩定性變差。……