电火花加工SiCp/Al 复合材料成形孔工艺研究

王熙杰

（1.湖南铁路科技职业技术学院，湖南 株洲 412006；2.湖南省高铁运行安全保障工程技术研究中心，湖南 株洲 412006）

1 前言

SiCp/Al 复合材料是一种以铝合金为基体，以陶瓷颗粒SiC 为增强相的金属基复合材料。其在密度、比强度、比刚度、粘合性、研磨性以及热性能等方面具有显著的竞争优势，被广泛的用于航空航天、汽车工业以及电子工业等领域[1-2]。在实际生产应用中，SiCp/Al 复合材料为了满足不同场合的需求，不可避免地需要加工材料达到所需要的形状、尺寸，但由于SiCp/Al 复合材料富含有弥散分布的高硬度SiC 陶瓷颗粒增强体，在采用传统的车削、铣削、钻孔机等加工工艺时，易造成较快的刀具磨损和较低的成形精度。因此，传统加工方法不适合SiCp/Al 复合材料的高效、高精度加工。电火花加工是一种依靠火花放电进行材料蚀除的非接触式加工方法，加工过程中没有宏观切削力，材料的硬度和强度对材料的去除率没有影响，因此电火花加工 方法可用于SiCp/Al 复合材料高效高精度加工。

本文针对航空工业领域中太阳电池翼展开机构SiCp/A1特型螺母安装孔的加工开展研究工作，目的是在工具电极附加超声振动的电火花加工试验平台上探索对目标尺寸为16×14×4mm 方形安装孔加工工艺规律。通过探索峰值电流、基准电压、脉间和脉宽对工件材料去除率、表面粗糙度、宽度过切量和电极相对损耗率的影响规律，为产品加工提供技术支撑。

2 工艺试验平台及试验方法

2.1 试验平台

本试验在电火花成形机床SF201 上进行，机床Z 轴垂直分辨率为1μm，并将自主研发的超声振动主轴装夹在机床主轴上来带动工具电极振动，超声振动主轴的谐振频率为28.3KHz，振幅为3μm。……