气膜屏蔽微细电解加工方法研究

为实现金属表面微结构高精度、高效率、稳定加工,结合微细电解加工技术和气膜保护原理,提出了一种新的加工方法——气膜屏蔽微细电解加工。对气膜屏蔽微细电解加工时气泡产生的分布规律、保护气膜对水跃现象的影响、微凹坑成形形貌进行分析。结果表明,采用相同加工参数下,气膜屏蔽微细电解加工方法相对电化学射流加工方法,加工出的微凹坑表面粗糙度降低了29.4%、深径比增加了85%、杂散腐蚀减少,进一步验证了所提出加工方法的优越性。     

电解加工间隙中的传质过程及其对电解加工的影响

这里应用流体力学、传质学和电化学理论,分析了电解加工间隙中处于紊流状态的电解质溶液内的传质过程。在此基础上建立了阳极电流密度的计算方法,并讨论了外加电压、电解质浓度、流速等参数对电解加工的影响。     

百微米级微流道模具掩膜电解加工试验

为在304不锈钢上加工出符合技术要求的百微米级微流道图案,减小掩膜电解加工的杂散腐蚀现象,利用间隙可调的电解装置进行了系列试验研究。基于法拉第电解定律和静电场数学模型,应用Comsol软件静电场和动网格模块,模拟得到微流道沟槽的成型规律,并为电流密度、电解液浓度和加工时间的参数选取提供依据。通过实验,研究了微流道沟槽的几何形貌及杂散腐蚀程度的影响因素,进而优化了微流道沟槽的形状并提高了尺寸精度。试验结果表明:电流密度是影响杂散腐蚀的主要参数,采用9A/cm~2电流密度时杂散腐蚀小,侧向腐蚀系数EF为3.77;组合各参数,可以电解加工出平均尺寸为498.48μm,208.92μm的微流道沟槽,深度方向加工速度可达83.57μm/min,侧壁垂直且表面平整,将模具宽度和深度控制在(500±10)μm、(200±10)μm之间。满足微流道模具的技术要求。     

旋印电解加工辅助阳极设计和试验研究

杂散腐蚀是影响旋印电解加工精度的重要因素之一,添加辅助阳极可以显著改善凸台非加工区的电场分布,从而有效抑制发生在侧壁和凸台表面的杂散腐蚀,提高加工精度。介绍了辅助阳极的机构设计和仿真优化,并在试验中验证机构的可实用性和杂散腐蚀的改善效果。仿真优化出辅助阳极的最佳轮廓半径值为凸台表面轮廓半径值,试验结果表明机构可靠,凸台表面和侧壁杂散腐蚀改善明显,有效地提高了加工精度。     

微细电解加工实验研究

采用基于电化学腐蚀法制作直径80μm、长度3000μm的微细电极,分别使用微细圆柱电极和微细螺旋电极进行了加工实验,实验研究丧明微细螺旋电极在孔和槽的加工中比微细圆柱电极具有更快的加工速度以及更小的加工间隙.螺旋结构在加工中有助于排出加工间隙内电解产物,显著地提高了加工效率、加工精度及加工过程的稳定性.     

磁场辅助电解加工装置的磁场设计和试验

为改善电解加工间隙流场,针对型面和型孔电解加工,设计在夹具体内镶嵌磁路、在阴极体侧镶贴永磁体的电解加工装置。进行有限元分析和试验,确定型面加工采用内封闭多体渐变磁路的结构。试验结果,用3坐标测量仪对加工的曲面尺寸进行测量,曲面形状偏差小于0.05mm,用轮廓仪测得表面粗糙度为Ra0.2μm。型孔加工采用N、S相间排布的磁路,可有效消除加工后的侧壁流纹,表面粗糙度为Ra0.8μm。与不加磁场相比,复制精度和表面粗糙度均显著提高的原因是磁力线切割流线,洛仑兹力起到消除束流的作用。     

脉冲电流电解加工

电解加工就是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理,对工件加工成形的一种工艺方法,下面将电解加工及其应用加以介绍。 一、电解加工的优点 (1)在简单的直线运动进给下,用成形的阴极能加工出复杂的三维型腔、型面或型孔,如锻模、叶片和花键孔等。 (2)可加工各种金属材料,与被加工材料的硬     

辅助阳极电解孔加工技术研究

采用辅助阳极法来改善电解孔加工过程中侧面间隙电场的分布。模拟计算和加工试验表明,辅助阳极可以显著减弱孔侧面间隙区域的电场强度,从而有效地抑制发生在侧壁的杂散腐蚀,减小孔锥度,提高加工精度。     

磁场对电解加工间隙流场影响的仿真分析

为了揭示磁场对电解加工间隙中流场影响的规律,建立了磁场复合电解加工间隙流场分析的数学模型和有限元模型,采用了有限元软件COMSOL Multiphysics,分析了不同方式的磁场作用下间隙中不同流速流场的分布情况。结果表明:在电磁力相对较强处,电磁力表现出对流体的驱动作用,在电磁力相对较弱处,电磁力表现出对流体的阻碍效果;在给定的参数条件下,当磁力线与电场线、流线分别正交时,产生的电磁力与流速平行,电磁力对电解液作用的流速范围为(0~11.6)m/s,在(0~0.2)m/s内对电解液产生上下双向搅拌作用;当磁力线与电场线平行、与流线垂直时,产生的电磁力相对较弱,对电解液的影响效果相对较小,电磁力对电解液作用的流速范围为(0~2.4)m/s;当磁力线与电场线垂直、与流线平行时,产生的电磁力与流线、电场线均正交,电磁力对流体的作用效果相对较强,对电解液作用的流速范围为(0~15.5)m/s,在(0~0.6)m/s内电磁力对电解液产生左右双向搅拌作用。     

喷油嘴电解加工

从技术革新实例出发,探讨了影响电解加工产品质量诸因素,初步提出了它的数学模型,从而论证了电解加工技术在机械制造与维修工作中,有着广阔的应用前景。     

基于六维力电解加工间隙在线检测试验研究

为了实时检测加工间隙,把流体作用在阴极上的六维力作为研究参数:设计通电解液不通电、通电加工两大类工况,从定性和定量两个角度分析六维力与加工间隙之间的关系;并以平面、斜面、叶片型面三种阴极进行试验加工,用最小二乘多变元线性拟合法,分别建立平面、斜面阴极加工的六维力与加工间隙之间的关系方程式,用叶片型面加工数据对建立的关系方程式进行检验与修正,得到最终的修正关系式:分析关系式各参量之间的关系,并得到结论:在15％的误差范围内,关系式可以用于在线检测加工间隙。     

INFLUENCE OF MAGNETIC FIELD ON ACCURACY OF ECM BY CHANGING THE CONDUCTIVITY OF ANODE FILM

The change of conductivity, thickness and scanning electron microscopy （SEM） appearance of the anode film of CrWMn in 10% NaNO3 at different anode potential either with or without the magnetic field applied are investigated by testing film resistance, galvanostatic transient and using SEM to design magnetic circuit in magnetic assisted electrochemical machining （MAECM）. The experiments show that the anode film has semi-conducting property. Compared with the situation without magnetic field applied, the resistance of the film formed at 1 .SV （anode potential） increased and decreased at 4.0V while B=0.4T and the magnetic north pole points toward anode. The SEM photo demonstrates that the magnetic field will densify the film in the passivation area and quicken dissolution of the anode metal in over-passivation area. Based on the influence of magnetic field on electrochemical machining（ECM） due to the changes of the anode film conductivity behavior, the magnetic north pole should be designed to point towards the workpiece surface that has been machined. Process experiments agree with the results of test analysis.