工程陶瓷引弧微爆炸加工冲击力建模及实验分析*
2012-06-20张保国田欣利王健全唐修检李富强
爆炸与冲击 2012年3期
关键词:实验
张保国,田欣利,王健全,唐修检,李富强
(1.装甲兵工程学院再制造技术重点实验室,北京 100072;2.94669部队,安徽 芜湖 241007)
工程陶瓷材料的键性以离子键、共价键为主,这决定了工程陶瓷材料同时具有脆性大、断裂韧性低和弹性模量高等特点。在加工时当材料承受的载荷超过弹性极限时,就会在已加工表面形成裂纹和凹坑,给成形加工带来了很大困难[1]。目前加工陶瓷的主要手段是用金刚石砂轮磨削。但由于陶瓷烧结后收缩变形量大于20%,结构尺寸很难像金属那样精确控制,所以一般加工余量比金属要大50%左右,且磨削深度仅是金属的1/10~1/8,完全依靠磨削这种精加工方法去完成粗加工的材料去除工作,加工效率很低,且金刚石砂轮耗损过快,致使加工成本很高。据统计,工程陶瓷加工工艺的80%由磨削加工完成,其加工成本占到陶瓷元件总成本的60%~90%[2]。缺乏适应陶瓷特性的粗加工方法是导致工程陶瓷材料加工效率低、加工成本高的根本原因,也是制约先进陶瓷广泛应用的瓶颈。
针对工程陶瓷加工缺乏粗加工技术的现状,我们提出了一种新型的物理爆炸加工方法,即引弧微爆炸加工技术。加工时,在微爆炸发生器喷嘴处发生的微爆炸具有高温高压特性,作用于陶瓷工件,在极短的时间内,其高密度能量使陶瓷表面材料熔化、汽化及裂纹扩展形成蚀坑,从而去除材料。实验证明,该技术能用于加工陶瓷孔、平面、槽、外圆、复杂异型面等多种形状的工件,工作稳定可靠[3]。……
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