球槽曲面电解加工流场设计及试验研究

球槽曲面是一种球形轮廓扫掠曲线所形成的包络曲面,该曲面所构成的零件驱动轴和螺杆常应用于盘式制动器,可采用电解加工实现高效加工.采用数值分析方法研究了两种电解液流动方式的三种方案对流场的影响,得出电解液侧向短流程方案的流场均匀性较好,并进行了电解加工试验验证.其次,采用数值分析方法研究了导流结构参数、电解液入口压力和压力对流场的影响,并选择最优参数进行了电解加工试验验证.最后,选择不同极间电压与进给速度进行球槽曲面电解加工试验,得知极间电压与平衡间隙成正比、进给速度与平衡间隙成反比,尽量小的极间电压与高进给速度,可得到较好的工艺稳定性.     

高频群脉冲电解加工控制系统研究

介绍了高频群脉冲电解加工的控制系统，其核心部件由PMAC运动控制器和PCL-818HD多功能数据采集板构成，主要功能包括控制工具阴极进给、极间加工间隙及短路保护等。实验表明，该控制系统能保证加工的高精度、稳定性及可靠性。     

直线刃阴极数控电解加工工艺试验研究

采用直线刃阴极进行电解加工平面的工艺试验,对试验结果进行分析,得到电解液压力、阴极进给速度、电源电压、极间初始间隙与表面粗糙度、切削深度的关系曲线.在此基础上,选取优化的参数组合,实现了直纹曲面的加工.     

脉冲电解加工小孔的试验研究

介绍在耐高温镍基合金上进行脉冲电解加工小孔的试验研究.分析了加工过程中脉冲宽度、脉冲间隔、工具电极进给速度对小孔加工的精度影响.结果表明:采用较小的电参数和较大的工具电极进给速度,有利于减小小孔的侧面加工间隙,提高孔的加工精度.     

涡轮叶片气膜冷却孔电解加工气液两相流场特性分析

以高温镍基合金Inconel718为基材进行气膜冷却孔电解加工基础试验,在电解加工过程中,阴极反应界面析出氢气,导致电解液的电导率不再是一个常数,从而影响冷却孔的加工成型精度。结合前期基础试验,建立冷却孔电解加工流道二维模型,基于COMSOL Multiphysics软件对冷却孔端面间隙内气液两相流场进行仿真,研究加工电压、电解液入口压力及管电极进给速度对氢气析出量的影响,并定性地分析电解加工过程中气泡率与电导率之间的关系。由仿真结果可知:氢气的体积分数随加工电压和电极进给速度的增大而增大,随电解液入口压力的增大而减小,且氢气体积分数越大,电解液的电导率越小。     

基于电容模型的高频窄脉冲电化学加工极间间隙分析

给出了电化学加工极间间隙的计算公式,介绍了双电层电容结构及性质,在分析高频窄脉冲电化学加工为暂态加工的基础上,提出了基于电容的高频窄脉冲电化学加工数学模型,讨论了脉冲频率、占空比对阳极蚀除速度的影响,并对脉冲频率、占空比、初始间隙与阳极蚀除速度及极间间隙的变化关系进行了模拟和仿真.     

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。     

钛合金精密振动电解加工参数优化

钛合金是航空航天工业中应用广泛的一种难加工材料,对加工过程中参数选择要求较高.利用正交试验法对不同的精密振动电解参数加工钛合金试件表面效果进行对比,并结合阴极进给、脉冲参数、脉冲开通角、加工电压等关键因素对实际加工过程的影响,优选出各参数间的合理匹配方式,探索了钛合金精密振动电解加工的参数优化方法.     

混气电解机床控制系统的研制

本文介绍的混气电解加工微机控制系统具有控制气液比、调节阴极进给速度和对电解机床进行程序控制的功能。该控制系统采用调节液体流量的方法适应控制加工间隙中的气液比，利用计算机的中断处理功能随挖得机床主轴的位置和讲给速度。     

球头阴极电解加工工艺参数对表面粗糙度的影响

介绍了球头阴极数控展成电解加工的原理以及试验装置。在正交试验的基础上,分析了电压、电解液压力、初始间隙、阴极转速和进给速度对表面粗糙度的影响,获得了优化的工艺参数。     

钛合金叶栅套料电解加工表面质量研究

针对TC4钛合金叶栅套料电解加工易点蚀、表面质量差的问题,开展了直流和脉冲电解加工对比研究,设计了脉冲电解加工正交试验,优化了脉冲电压、频率、占空比和加工速度等参数。试验结果表明:脉冲电解加工能减少钛合金点蚀凹坑,提高表面质量,在22 V电压、80%占空比和1000 Hz频率时,加工叶型表面完整无点蚀,加工效率高。     

基于磁场复合和高频、窄脉冲电流电解加工的试验研究

通过磁场复合和高频、窄脉冲电流电解加工工艺,实现了薄壁大面积(10 000mm2)型面铝基材料零件的稳定小间隙加工.试验研究中采用高频、窄脉冲电流,解决了加工间隙流场不均匀的问题;采用磁场复合电解加工工艺方法,解决了试件的表面质量差和杂散腐蚀严重的问题.     

Achieving high accuracy and high removal rate in micro-EDM by electrostatic induction feeding method

With conventional relaxation pulse generators used in micro-electrical discharge machining, due to the difficulty in keeping the minimum necessary discharge interval between pulse discharges, localized discharge and abnormal arc occur frequently. In contrast, with the newly developed electrostatic induction feeding method, only a single discharge occurs for each cycle of the periodic pulse voltage. As this realizes sufficient cooling of the discharge gap between pulses, thermal stress on the machined surface is less and duty factors can be increased, resulting in higher accuracy and machining speed compared to the relaxation pulse generator.     

Monitoring and control of the micro wire-EDM process

A new pulse discriminating and control system has been developed for process monitoring and control in micro wire-EDM. The pulse discriminating and control system identifies four major gap states classified as open circuit, normal spark, arc discharge and short circuit based on the characteristics of gap voltage waveform. The effect of pulse interval, machining feedrate and workpiece thickness on the variations of the proportion of normal spark, arc discharge and short circuit in the total sparks (defined as normal ratio, arc ratio and short ratio, respectively) were investigated. It is found that a long pulse interval results in an increase of the short ratio under a constant feedrate machining condition. A high machining feedrate or an increase of workpiece height results in an increase of the short ratio. To achieve the stability of the machining operation, a control strategy is proposed by regulating the pulse interval of each spark in real-time according to the identified gap states. Experimental results indicate that the developed pulse discriminating and control system can significantly reduce the arc discharge and short sparking frequency as well as achieve stable machining under the condition where the instability of machining operation is prone to occur.     

MA956高温合金活动模板电解加工小孔技术研究

对采用活动模板电解加工技术在MA956铁基高温合金薄板上加工小孔的工艺方法进行了讨论。研究了电解液温度、加工电压、电源占空比和脉冲频率等参数对小孔加工结果的影响。研究表明:采用10%w.t.NaNO_3电解液,在电解液温度为30℃、加工电压为40 V、电源占空比为30%、电源脉冲频率为400 Hz时,能在MA956高温合金薄板上加工获得锥度小的小孔。     

数控电解机械复合刃口钝化的实验研究

电解机械复合加工方法进行硬质合金刀具的刃口钝化,可以提高刀具钝化后的刃口均匀性。重点研究了电化学机械复合加工的刃口钝化工艺,通过对电解电压、电解间隙、进给量以及电源频率试验参数进行正交试验,找到了较优的钝化工艺参数。试验表明：影响刃口去除量的最大因素是电解间隙,其次是电解电压;最优的工艺参数组合：电解电压12     

短电弧加工不同直径电极间隙流场研究

在短电弧加工过程中,利用流体软件Fluent对不同的电极直径加工间隙流场进行仿真,通过极间流场中的压力场与速度场间接得出加工屑排除的变化规律,并通过实验进行验证。结果发现:电极直径的增大可以促进加工屑从加工间隙排出,减少因间隙颗粒的堆积而产生的短路现象,从而避免“二次放电”;当加工深度不变时,电极直径的大小与工件材料的去除率呈正相关,证明短电弧加工过程中存在“面积效应”;电极直径的相对变化对工件表面质量没有明显的改善,即对表面粗糙度的影响不大。     

A study of three-dimensional shape machining with an ECμM system

This paper presents an electrochemical micromachining (ECμM) system developed with a machining gap control system. As a preliminary, electrochemical machining (ECM) experiments are carried out. The optimum machining condition of ECM is determined in terms of machining voltage, machining pulse length, amplitude of the electrode for flushing out contamination, and electrolyte concentration. After the preliminary ECM experiments, three-dimensional shape micromachining is carried out under the optimum condition. First, a prismatic electrode with a 200-μm square as the base shape is machined by ECM. Next, three-dimensional shape micromachining is carried out by scanning the prismatic electrode. A three-dimensional shape with sub-millimeter range is successfully machined.     

涡轮叶片电解加工阴极设计方法研究

电解加工技术是目前航天航空发动机核心零部件涡轮叶片的主要加工方法之一。叶片电解加工工具阴极设计方法与修正是提高叶片电解加工精度的关键。电解加工中阴极进给角度、工件装夹角度和工件型面法线方向夹角的规范性和均匀性是影响阴极设计准确性的重要因素。分析某小型发动机涡轮转子叶片三维模型结构,建立叶片型面上各采样点对应的阴极工具型面加工间隙的分布规律模型。优化阴极进给角度与毛坯件装夹角度,结合电场仿真分析进行优化,研究提高阴极型面设计精确度的电解加工阴极型面模型的设计方法。     

放电能量实时控制的双极性电火花加工脉冲电源

通过观测电火花放电现象对加工的影响,发现可控的双极性电火花加工能用更低的加工刀具磨损率获得比传统单极性电火花加工更高的材料去除率和效率,因此基于先进的电力电子技术,提出了一种双极性通用型电火花加工用脉冲电源,并给出相应的能量控制策略,还采用可提供连续正负脉冲输出的全桥电路作为该脉冲电源的主电路,并引入间隙电压和间隙电流的和作为唯一的控制量,在引弧阶段采用电压控制,在放电阶段采用电流控制。用一个电路完成放电间隙的击穿和放电能量的控制,减小脉冲电源系统的体积,同时在单个放电过程的各个阶段,对脉冲电压、放电电流、放电持续时间和消电离时间等参数进行合理灵活的调整,在维持放电频率一定的情况下,保证加工过程中单次放电能量的一致,从而实现高效均匀的电火花加工。