电极侧壁绝缘微细孔电解加工工艺研究

将超声振动技术应用于微细孔的电解加工中,以排除间隙内的加工产物,然而,超声空化现象产生的冲击力会影响电极表面的绝缘层,并加速其破坏。为提高侧壁绝缘电极的使用寿命,采用微弧氧化和阴极电泳工艺在微细钛电极表面形成由陶瓷膜和电泳漆膜组成的双绝缘层。通过超声振动辅助微细孔电解加工实验,对电极侧壁双绝缘层的耐久性进行验证,并分析了超声振动功率、电解液浓度和加工电压对双膜侧壁绝缘电极微细孔加工精度的影响。实验表明:双绝缘层电极在超声辅助微细孔电解加工中显示了很强的绝缘耐久性;当超声振动功率超过一定值后,微细孔电解加工能稳定进行,之后,随着功率的增加,孔的精度改善很小。在稳定加工中,需降低电解液浓度和加工电压,从而减小杂散腐蚀,保证加工孔的形状精度。     

侧壁绝缘电极小孔电解加工工艺研究

采用微弧氧化、电泳复合工艺成膜的侧壁绝缘电极,在不锈钢片工件上进行了一系列小孔电解加工实验。通过实验验证了该侧壁绝缘电极加工孔的精度,并在此基础上研究了加工电压、冲液压力对孔的成形精度的影响,以及陶瓷膜厚度和电泳膜厚度对电极耐久性的影响。结果表明:采用侧壁绝缘电极进行加工,可显著提高孔的成形精度;降低加工电压,可减小孔的侧面间隙,提高尺寸精度,孔的锥度受加工电压的影响较小;冲液压力对加工精度的影响不是很明显;陶瓷膜和电泳膜的厚度越大,电极耐久性越强。     

微细硅工具电极的制备及其微细电解加工实验

提出了一种采用重掺杂单晶硅作为工具电极基体、二氧化硅/氮化硅作为绝缘层的硅工具电极用于微细电解加工。设计了利用体硅湿法腐蚀实现电极基体成形,化学气相沉积制备绝缘层的微细硅工具电极制备工艺。初步实验得到电极加工部尺寸约为100μm,绝缘层厚度为800 nm的硅工具电极。利用高速旋转的微细硅工具电极在18Cr Ni8材料上加工出了微细沟槽结构和微细通孔。实验结果验证了侧壁绝缘层对杂散腐蚀抑制作用的有效性。经过96 min的持续加工实验,电极绝缘层保持了可靠的绝缘效果。     

微细盘状电极制备及其微细电解加工研究

基于电化学腐蚀加工方法,提出了一种微细盘状电极的制备方法。先采用平板阴极电化学腐蚀法,将毛坯加工成圆柱状微细电极,再对圆柱电极端部进行绝缘保护,进一步腐蚀制备得到微细盘状电极。利用微细圆柱电极、盘状电极和盘状群电极,在厚1 mm的304不锈钢片上进行电解加工对比实验,结果证明采用微细盘状电极电解加工微小孔,其加工定域性有明显改善,侧壁间隙减小,且降低了孔锥度。     

螺旋电极微细电解加工的流场仿真与实验研究

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)计算软件FLUENT,对螺旋电极微细电解加工间隙内复杂流场的变化做数值模拟分析,分析了加工间隙、电解液流速及压力等因素对流场的影响,获得最优的流场分布,从而提高了微细电解加工稳定性。     

基于微细线电极的轴对称微结构电解磨削加工试验研究

随着各种新材料和难加工材料的大量应用,传统方法难以加工复杂轴对称微结构,而线电极电解磨削技术因加工效率高、表面质量好、无电极损耗等优点彰显巨大优势。通过优化各工艺参数对线电极电解磨削加工的影响,成功获得微细轴电极并原位加工出微细通孔,最后通过线电极电解磨削方法成功加工出复杂轴对称微结构,证明了线电极电解磨削加工是一种制造复杂轴对称微结构的有效方法。     

微细电解铣削加工技术研究进展及展望

微细电解铣削加工技术具有工具电极无损耗、加工柔性高、与工件材料硬度无关等特点,在金属微结构器件制造领域展现出极具诱惑力的应用前景。通过综合国内外文献资料,按照不同的电解液供给方式介绍微细电解铣削加工技术的研究进展,分析微细电解铣削加工相关技术研究中存在的不足,并展望该领域的未来发展趋势。     

微细电解加工机理探讨

介绍了微细电解加工技术的原理和特点，通过对其加工工艺的分析，简述了在微细电解加工过程中，影响其加工速度、精度、效率的主要因素，并通过对这些因素的综合分析，总结了制约微细电解加工技术应用的因素和进行微细电解加工应具备的基本条件。最后，针对微细电解加工技术的现状，对其发展提出了新的展望。     

金属微孔网板微细电解加工技术研究

提出了采用微细圆柱群电极电解加工金属网板微孔的工艺方法.以电化学腐蚀法制备了直径(72 μm)一致的单排微细圆柱群电极,并用此群电极为工具阴极,进行了网板微孔的电解加工工艺试验,实现了金属微孔网板的稳定电解加工.     

微细电火花加工电极磨损几何形状研究及仿真

通过实验研究了微细电火花加工盲孔的电极损耗,并基于Matlab软件,在二维矩阵的基础上,通过选取网格设定大小,设定工具运动情况、放电间隙、放电间隙影响因子、单个脉冲去除凹坑大小及相对电极损耗率等参数,仿真电极形状变化的全过程。该模型经后续完善后可用于预测补偿。为了验证仿真模型,对比了仿真结果与实际实验,证明该仿真方法可行。     

三轴机床微细异型电极加工与尺寸误差分析

采用直线插补与圆弧插补算法,在三轴卧式微细电火花机床上加工出圆锥台、四棱台以及带有圆弧曲面的微细异型电极,并对加工结果尺寸误差及导致误差产生的原因进行了全面分析。结果表明,微细异型电极的尺寸误差均在2%以内,而放电间隙的随机性、机床运动精度、尺寸测量精度等均是导致误差形成的原因。     

The Effects of Tool Electrode Size on Characteristics of Micro Electrochemical Machining

In micro electrochemical machining using ultra short pulses, the machining rate is significantly influenced by the tool electrode area. As the tool area increases, the electrical double layer capacitance increases and the electrolyte resistance decreases. As a result, the rising time of the double layer potential increases and it is more difficult to obtain effective machining potential within the ultra short pulse duration. A simple insulation method using enamel coating on the side wall of the tool electrode is introduced. The insulated tool electrode was not sensitive to the machining depth and was effective for machining high aspect ratio structures.     

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。     

电火花放电微细电极振动的测量与研究

利用电火花铣削进行大深度、大体积的三维型腔加工,需预留足够的电极长度以对损耗的电极进行补偿。在电极直径较小的情况下,较大长度的电极会使电极刚度降低,放电产生的作用力等因素的影响将无法忽略,直接导致电极末端位置误差增大,影响加工精度。围绕电极放电力对微细电极振动的影响,进行了测量及研究。采用显微镜和高速相机的组合观测微细空心电极在单脉冲放电作用下的振动情况,以获得其振幅大小;在实验基础上分析峰值电流和脉宽参数组合的变化对电极振幅的影响。     

UV-LIGA制作微细群电极工艺研究

微细电火花加工和微细电解加工是当前微细加工领域的研究热点,利用微细群电极进行微细加工可显著提高加工效率.研究了UV-LIGA制作微工具电极的技术.以金属为基底,采用UV-LIGA工艺来制作微细群电极,改进了前烘、后烘、显影等工艺参数,分别在铜和不锈钢基底上通过注射式倒胶的方法制作出厚度达1 mm的SU-8胶结构,最大深宽比达10∶1,并通过微细电铸,获得了铜微细电极.     

基于PLC和触摸屏技术的数控电解加工机床研制

介绍了采用可编程序控制器和触摸屏技术的数控电解加工机床的结构特点、控制系统的硬件结构及其关键技术，以及机床的主要先进功能。     

电解加工机床PLC控制系统的设计与实现

详细介绍了采用OMRON CQM1H可编程控制器（简称PLC）的DJK3150型电解加工机床控制系统总体方案的设计步骤、控制器选型、控制系统的硬件结构和软件结构。     

综合改善微细电解加工精度的工艺研究

电解加工的阳极电化学溶解原理使其在微细加工领域具有巨大的发展潜力,但杂散腐蚀和流场条件恶劣制约加工精度的提高.分析了影响微细电解加工的主要因素,提出综合改善微细电解加工精度的工艺途径.理论分析和实验研究均表明:将LIGA工艺制备高质量微细阵列电极、电极侧壁绝缘、高频脉冲电流及非线性电解液加工、电极间歇回退伺服控制等方法有机结合,能有效约束电场、改善流场,提高微细电解加工的精度.