微细电火花加工及表面重铸层电解去除装置的设计

微细电火花加工工件表面的重铸层影响加工精度和使用性能,为此设计了具有微细电火花加工及电解去除表面重铸层功能的集成装置。该装置由运动平台、伺服控制、脉冲电源等关键部分组成,集成了微细电火花和微细电解加工功能。针对不同加工方法采用不同的控制策略,解决了微细电火花加工与电解加工在同一设备上的集成问题。通过实验验证,该装置可以很好地实现微细电火花加工表面重铸层的在线去除,且去除厚度可通过改变加工参数的形式来控制。     

电解研磨扩孔新技术研究

电解研磨扩孔是在吸收电解磨削、电解珩磨和金刚石类磨具研磨等技术优点的基础上开发的一种能浮动定心的高效、低成本的孔后处理加工技术。对该技术的工艺原理、表面粗糙度的影响因素、加工精度及磨具电极的使用寿命等方面进行了研究分析。试验结果和初步应用表明，该技术能有效去除孔加工后的变质层(如再铸层等)，改善表面粗糙度，降低或消除残余应力，提高表面质量。     

电解研磨复合加工技术在孔后处理中的应用

电解研磨复合加工方法是把电解加工和研磨加工结合起来，利用中性电解液通以适当的电流，在磨料研磨和电解溶解共同作用下，对零件进行快速、高效的精密加工。把这一加工技术运用于孔后处理中，对该技术的工艺原理、表面粗糙度的影响因素、加工精度及金刚石磨头的使用寿命等方面进行了研究分析。试验结果表明，该技术能有效去除孔加工后的变质层（如再铸层等），降低表面粗糙度值，降低或消除残余应力，提高表面质量。     

三维微结构微细电火花和电解组合加工实验研究

提出一种微三维结构的微细电火花和微细电化学组合加工工艺,利用三维伺服扫描微细电火花加工快速去除三维型腔材料和微细电解铣削加工形成高精度和高质量三维型腔轮廓表面的互补优势,实现三维微结构的高效率和高精度加工。该组合加工工艺可在同一台微细电加工装置上进行。以在四方体型腔内形成设计尺寸为400μm×400μm×180μm四棱柱结构的加工为例,实验加工出尺寸为410μm×406μm×181μm的四棱柱结构,加工材料的去除速度分别为微细电火花加工31 182μm3/s,微细电解加工11 017μm3/s,得到了加工效率和加工精度的优化组合。     

基于LIGA技术的微细电火花加工优化研究

比较了活动掩膜法与固定掩膜法得到的PMMA胶结构,实验表明固定掩膜法更适合于多次曝光.结合LIGA技术和微细电火花加工的优点,用LIGA技术制备出具有复杂形状的铜微细工具电极,再用该工具电极进行微细电火花加工,在不锈钢上加工出异形微细孔.并通过进一步调整电火花加工工艺参数,优化了加工尺寸精度和表面粗糙度.     

电火花打孔对单晶高温合金损伤的多角度表征方法及损伤机理

本文旨在研究多种工艺参数下电火花打孔对新一代单晶高温合金的损伤行为,通过进行加工电流、脉冲宽度与脉冲间隔3种参数变化的25组正交试验,采用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、电子背散射仪（EBSD）等表征手段对打孔形成的不同损伤的影响规律进行研究。结果表明:加工电流对孔壁粗糙度和重熔层厚度影响最明显,脉冲宽度其次,脉冲间隔影响最弱。基于试验结果形成从圆度、锥度、孔内壁粗糙度、孔内壁形貌、重熔层厚度分布、重熔层组织结构、重熔层成分等多角度表征气膜孔损伤的方法。利用多处测量正交计算和极差的方法,以及面积方法评价不同打孔工艺重熔层厚度,剖析重熔层的形成过程,分析出电火花打孔对先进单晶高温合金的损伤机理。     

管电极电解加工三角孔实验研究

管电极电解加工作为一种采用中空金属管作为工具阴极,对阳极工件进行溶解去除的加工技术,在加工异形孔方面具有独特的优势。以异形孔中的三角孔作为加工对象,研究了初始加工间隙、进给速度及电压等因素对电解加工精度的影响。结果表明:减小初始加工间隙、提高进给速度及降低电压可显著降低三角孔侧壁的锥度,并提高电解加工精度。研究结果对三角孔及异形孔的高精度、高效率加工具有一定的指导意义。     

工艺参数对电熔爆大长径比异形深孔加工影响规律研究

采用电熔爆加工技术进行大长径比异形深孔加工时,加工表面质量和电极损耗是影响加工效果的主要因素。采取自主开发的异形深孔加工电极,通过单因素试验法研究大长径比异形深孔加工过程中峰值电流、电源电压、电极材料、冷却液压力等工艺参数对加工表面质量和电极损耗的影响;通过正交试验的方法确定各因素影响加工表面质量的主次顺序及最佳工艺参数组合。结果表明：在电极材料为铜钨合金时,峰值电流120 A、电源电压21 V、冷却液压力6 MPa为最佳工艺参数组合。研究结果为电熔爆异形深孔实际加工中的参数选择提供了参考。     

工艺参数对电火花电解复合加工过程的影响规律

采用电火花电解(EDM/ECM)复合加工方法进行割缝加工时,加工效率和割缝宽度作为评价复合加工割缝的两个重要指标,但在实际加工过程中往往难以同时达到要求。使用自行研制的水包油工作液,利用单因素法探究电火花电解复合加工时工艺参数(电流、脉冲宽度、脉冲间隙、电极盘转速)对复合加工效果的影响规律,并通过正交实验分析不同工艺参数对电火花电解复合加工的影响程度,确定最佳工艺参数组合。最终通过正交试验,综合考虑加工效率及缝宽这两个评价指标选择缝宽最优1 (A_1B_1C_3D_1),即确定工艺参数组合电流40 A,脉冲间隙10μs,电极盘转速400 r/min,脉冲宽度44μs为水包油工作液复合加工的最优参数。     

涡轮静子电火花电弧复合加工工艺研究

航天发动机的涡轮静子是一种集合了闭式整体叶盘难加工结构和高温合金难加工材料于一体的复杂零件。针对该涡轮静子加工效率较低、制造成本昂贵等难题，提出一种电火花电弧复合制造这类零件的方法。首先，采用高速电弧加工方法对高温合金进行工艺试验，分析不同工艺参数下的工件加工效率、表面粗糙度、再铸层和热影响层等方面的变化规律；然后，以高温合金涡轮静子为加工对象，开展电火花电弧复合工艺研究，以实现产品的高效精密加工。结果表明：与单一的电火花成形加工相比，采用电火花电弧复合工艺加工涡轮静子的加工效率提高了52%。