微尺度弧形群缝电解加工试验研究

精密电解加工是剃须刀网罩上微尺度阵列弧形群缝的首选加工工艺,为提高电解加工精度和加工过程稳定性,基于电场分析,优化了工具阴极凸起宽度、凸起高度关键尺寸的设计;基于对流场的数值分析,优化设计了电解液流道结构,优选了电解液进出口压力参数,消除了流道内可能存在的缺液区和流线交叉区域,并据此研制了专用工装夹具。通过工艺试验,研究了端面初始间隙、平均电压,进给速度等关键工艺参数对群缝缝宽的影响。在研制的数控电解加工设备上加工出了缝宽0.24 mm的弧形群缝,且群缝的曲线形状精度高,加工过程稳定,已能够满足批量生产的需要。     

振动进给对微尺度群缝电解加工过程的影响

为精确控制振动进给运动,研制了多参数可调的电解加工振动进给装置系统。通过对工具阴极振动进给方式对电解加工间隙内电解产物排出、电解液流场稳定性影响的分析,以剃须刀网罩上的微尺度阵列群缝的电解加工为研究对象开展了系列工艺试验,研究了振动进给的运动参数对微尺度群缝的平均缝宽、侧壁锥度的影响,据此优选了工艺参数,并成功批量加工出了缝宽为0.26mm、侧壁锥度小于5%的微尺度阵列群缝。试验结果证明,振动进给能够有效提高微尺度群缝的电解加工精度和加工过程稳定性。     

微细群缝的精密电解加工研究

以某辐射状分布微细群缝结构的电解加工为研究对象，讨论了电解液、工件材料、加工速度等因素对加工精度的影响，结合研制的加工电极设计流场分布，优化加工参数，实现了以较高的效率加工出缝宽小至0．27mm的微细群缝结构，缝宽一致均匀，加工稳定性和重复性均好。     

一种机器人柔性元件电解加工装置设计

机器人的柔性运动和自适应性能需求促进了柔性元件的迅猛发展,传统加工方法难以加工柔性元件的微尺度群缝结构.针对柔性元件加工群缝结构的需求,设计了一套用于微尺度群缝电解加工装置、一种用于进行微尺度群缝电解加工的工具阴极,以及一种用于进行定位和夹紧工件的专用夹具.加工方法采用机械式振动电解加工,可以保证较高的加工精度,阴极创...     

微小群孔阵列的照相电解加工技术研究

微小群孔结构广泛地应用于各领域,其加工技术日益受到关注.基于照相电解加工理论,研究了电解液浓度、电解液压力、加工电压等参数对群孔加工结果的影响.研究表明,高电压、高电解液压力能有效提高微小群孔的尺寸均匀性;低电压、低电解液浓度能显著降低微小群孔的锥度;采用高低电压结合的方法进行加工,获得了较好的群孔尺寸均匀性,降低了群孔锥度,很好地满足了加工要求.     

基于叶片电解加工电场和流场特性的阴极设计及工艺试验研究

针对航空发动机叶片电解加工阴极设计这一具体工程应用，在模型叶片三维实体建模的基础上，着重研究两种阴极设计方法，即基于叶片电解加工实际电场分布的阴极设计有限元数值解法以及同时考虑极间电场和电解液流场特性的阴极设计有限元数值解法。详细地对比了两种阴极设计方法对极间电势分布、间隙分布和阴极边界条件的影响，通过一系列的工艺试验验证了同时考虑电解加工电场和流场特性的阴极设计方法较单纯考虑电场特性的阴极设计方法更全面、更符合电解加工的实际物理过程，因而所设计的阴极更加精确合理。     

基于多工位的微细长槽电解加工的试验研究

针对如何提高微细长槽批量加工的成型精度和效率问题,将电解加工的技术应用到微细长槽的批量加工中.依据电解加工原理,以微细长槽加工的复制精度为评价指标,建立了微细长槽成型精度的模型分析,得出了影响成型精度的主要因素有：底面间隙、侧面间隙和间隙内流场均匀性,并以此为基础,分别进行了不同加工方式和阴极刀具进给速度的试验.研究结果表明,采用群电极倾斜并沿槽纵向移动的加工方式,以及在保证加工稳定的前提下通过提高阴极刀具的移动速度,可以提高微细长槽的成型精度和加工效率;该方法对于微细长槽的批量加工具有一定的指导意义.     

有限元法分析微小孔电解过程工件表面电场分布

介绍了微小孔电解加工的加工原理与试验过程,针对加工过程中微小盲孔中心部位存在微凸起现象.通过建立有限元模型,对加工区域工件表面电场的分布进行研究,得出了工件表面中心部位电场弱于相邻边缘处,从而解释了加工试验过程中微凸起的形成原因.     

叶片电解加工成形过程仿真与预测研究

电解加工工件成形过程仿真与监控是电解加工领域的研究热点.以发动机叶片为研究对象,在研究电解加工成形规律的基础上,主要分析间隙内电场的分布,和电解液流场因素的影响,对叶片的电解加工成形过程和最终型面进行了较精确地分析.通过对某型发动机叶片三维复杂曲面的预测分析和工艺实验结果进行的比较和分析,证明了该预测模型具有较高的精度.     

电解加工小孔方案优化及实验研究

小孔法是工程中残余应力测量最常用的方法,传统机械加工小孔会引入塑性变形与附加应力,影响测量结果的准确性.采用无应力产生的电解加工方法进行小孔加工在残余应力测试方面具有显著优势.利用不受加工结构限制的3D打印技术制造中空循环电极,搭建动液电解加工小孔装置;利用Fluent软件进行流场仿真,以电解加工表面电解液流速大小和流场均匀性为评价标准,优化中空循环电极内部流道结构;根据流场与电场仿真结果表明中空循环电极环形隔板壁角β对电解加工精度有较大影响.以纯铁(DT4E)为实验材料,进行不同壁角β下电解加工小孔实验,壁角β为60°时小孔孔形最佳.     

叶片电化学加工过程多场耦合仿真

针对叶片电化学加工过程难以预测、实验参数修正周期长的问题,建立与温度相关的叶片多场耦合仿真模型,基于COMSOL Multiphysics平台对叶片电化学加工过程进行多场耦合仿真,仿真分析了不同加工电压和不同进液流量对法向平衡间隙的影响。结果表明：加工电压越大,间隙也相应增大,且间隙分布越不均匀;进液流量越大,间隙分布越均匀。采用其中一组仿真参数进行工艺实验,仿真与实验的对比结果表明,叶片轮廓曲率变化缓慢处的仿真结果和实验结果比较贴合,而轮廓曲率变化较快处的仿真值与实验值差别相对较大,但两者的变化趋势相同。     

基于气液两相流模型的电解加工多场耦合仿真

针对电解加工产生的气泡影响加工精度的问题,引入Euler Euler双流体模型对电解加工中气液两相流场进行描述,并耦合电场和温度场相关模型,分析了工具阴极、工件阳极表面气泡率、温度、电导率和电流密度的分布规律;通过调整加工电压、入口压力和出口压力,对工件阳极表面气泡率和电流密度分布进行仿真优化。仿真结果表明：在流速相同的条件下,减小加工电压、增加出口压力能够改善电导率分布,使阳极表面电流密度分布更加均匀。实验结果表明：仿真得到的阳极表面电流密度分布与工件轮廓高度误差分布吻合;采用优化后参数加工出的工件轮廓精度得到提高。     

球形阴极数控电解加工的流场仿真及试验研究

针对球形阴极数控电解加工的流场设计,以电解液的流道为物理模型建立了相应的数值模型,应用计算流体力学方法对流场的数值模型进行求解,得到流场的速度和压力分布。根据求解结果,分析了阴极内部结构和出液口形状对流场的影响;通过改进阴极的内部结构和出液口形状,得到了较为理想的流场仿真结果;结合工艺试验,验证了仿真结果的准确性。     

整体叶盘电解加工移动密封阴极设计与试验

在整体叶盘的电解加工中,叶间区域易发生加工意外。通过有限元流场分析发现该区域存在过流面积突变。为了改善该区域流场,设计了一种消除过流面积突变的移动密封阴极结构。改进流场的有限元分析结果表明,移动密封阴极结构显著提升了电解液流场的稳定性。移动密封阴极的电解加工试验结果表明,新型阴极显著提升了加工稳定性,试验件具有较好的加工重复性与表面质量。     

基于电化学加工方法的铝基超疏水表面制备技术研究

鉴于金属铝表面存在微米级的晶界和纳米级的位错,在外加电场和电解液的作用下,晶界位错处因具有更高的位能会使得阳极优先溶解,进而形成微纳米结构相结合的粗糙表面,提出一种新的铝基超疏水表面的电化学制备方法,实验研究了其加工质量、加工效率和加工条件之间的关系,结果显示电化学加工方法能够在铝基底上制备出多阶层微/纳米结构,可用作超疏水表面基底。电化学加工比化学刻蚀法有更好的可控性,同时比光刻等方法更经济。所加工表面经过低表面能材料修饰后呈现超疏水的特性,与水滴的接触角达到167°,滚动角小于3°。     

一种基于电场测量的无损检测方法

提出一种基于电场测量的无损检测方法,该方法通过检测通电试件外电场的变化来实现内外缺陷的非接触检测。对通电试件的电场进行仿真计算,模拟出电场的分布并分析了缺陷电场的信号特征。以半导体材料为被测试件,在高电压激励下采用被动式的共面电容探头探测到了内外缺陷的电场信号。实验与仿真结果的一致性表明,采用该方法对金属和非金属材料进行内外伤的检测具有一定的可行性。     

利用导电加热切削抑制积屑瘤和鳞刺的研究

通过导电加热的温度补偿,导电加热切削能有效抑制金属切削表面的积屑瘤和鳞刺。刀－工接触区的温升与加热电流密切相关,存在一个与最佳切削温度相适应的最佳加热电流值范围。