微细电解加工中空电极侧壁绝缘层的制备工艺研究

针对孔径100～200μm高深宽比微细孔电解加工中,电极侧壁绝缘层在电解液冲击和气泡撕裂中易损伤/脱落等问题,本文提出一种丙烯酸环氧树脂电泳法的中空电极侧壁绝缘制备工艺。通过优化工艺参数并开展加工实验,比较加工孔尺寸及形貌、加工后电极表面形态,结果表明丙烯酸环氧树脂电泳法制备的中空电极侧壁绝缘层,具有较高的致密性、均匀性、耐久性和一致性。最后,在500μm厚304不锈钢片上加工出入口180.6μm、出口173.8μm、深宽比约为3的微细阵列孔,其锥度比非侧壁绝缘电极加工的孔减少了约70%以上,基本为直孔,可满足实际需求,进而验证了本方法的应用可行性。     

基于线电极原位制作的微细电解线切割加工

微细电解线切割加工是一种微细加工新方法。从理论上分析了线电极直径大小对微细电解线切割加工精度的影响,提出了原位制作微米尺度线电极的方法,并制作出直径5μm的钨丝线电极。通过电解线切割加工试验,加工出缝宽为20μm左右的微型桨叶结构和曲率半径在1μm以下的微细尖角结构。     

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.     

微螺旋电极在改善微细电解加工性能中的应用

改善电解加工的精度和稳定性是微细电解加工中一个重要的研究课题。本文详细分析了影响电解加工性能的因素,电解液采用混合电解液(NaC lO3+H2SO4),工具电极为带有螺旋槽的微螺旋电极。在微螺旋槽旋转所形成的“微螺杆泵”效应作用下,蚀除加工间隙内的产物,加工效率、加工精度和稳定性得到了极大的提高。     

双极性电泳法的微细中空电极侧壁绝缘层制备

针对孔径(100～200)μm高深宽比微细孔电解加工中,电极侧壁绝缘层在电解液冲击和气泡撕裂中易损伤/脱落等问题,提出一种基于丙烯酸环氧树脂双极性电泳法的微细中空电极侧壁绝缘制备工艺.通过工艺参数优化后,利用所制备的侧壁绝缘电极,开展加工对比实验,结果表明双极性电泳法所制备的侧壁绝缘层,具有较高的致密性、均匀性、耐久性...     

微细孔电解加工控制方法及试验研究

基于微细电解加工的特点，介绍了一种微细电解加工系统。该系统能够将加工间隙控制到几微米到几十微米的范围内。根据电解加工以离子形式对材料去除的特性，进行微细电极、微细群电极的制备研究，并将其用于微细孔、群孔的加工中。试验分析了各工艺参数如电压、溶液浓度、加工间隙、进给速度等对微细孔电解加工精度的影响。结果表明，微细电解加工的侧面间隙随着加工电压的降低、溶液浓度的减小、脉宽变窄和初始加工间隙的减小而减小，改善了加工的定域性，加工精度得到提高。     

电解加工在微细制造技术中的应用研究

电解加工是利用阳极金属电化学溶解原理来去除材料的制造技术,这种微去除方式使得电解具有微细加工的可能,这里着重探讨了高频窄脉冲微细电解加工技术、电液束微细电解加工技术和利用电解制备微细电极的工作原理,技术特点,应用领域和加工精度,并详细的讨论了目前微细电解加工脉冲电源和加工设备的研制和发展。     

微细电解线切割加工的基础研究

基于电化学原理，讨论了纳秒脉冲电流微细电解线切割加工的机理，建立了微细电解线切割加工数学模型；采用电化学腐蚀原理对微米尺度线电极进行在线制作，建立了微细电解线切割加工试验系统，并进行了微细电解线切割加工试验，切割出带90°直角的微结构，其切缝宽度为30μm。     

电极丝前置式射流电解加工铣削微槽试验研究

射流电解加工广泛应用在航天、军工、汽车、电子等制造领域,多用来进行工件表面微结构的加工,是一种高效低成本的方法。电极丝前置式射流电解加工利用液束中的电极丝将电场集中约束在主要加工区域,相比于传统射流电解有着更高的加工效率和质量。通过搭建试验平台并在不锈钢工件表面进行微槽铣削试验,验证了该方法的实际加工效果,初步得到了电压、电极丝直径、单次进给量等参数对加工结果影响的工艺规律。当选用直径100μm侧壁绝缘的电极丝时,扫描5次可以得到槽宽最小为400μm,槽深120μm的直槽。试验结果表明,电压和加工间隙影响电流密度的大小,主要决定了加工效率和质量,而电极丝和液束的状态则决定了特征的精度和形貌。     

带双极电极的电解加工

如何降低加工间隙中气体密集度的问题,目前已引起电解加工行业的极大关注。这是因为加工过程中析出的气体,对于加工精度、生产率、耗电量以及表面质量等电解加工工艺特性,都将产生不良的影响。而加工间隙中气体浓度不均匀以及阴极附近的超高浓度乃是导致这种不良影响的主要原因。这样将使电解液的导电率降低和电流密度沿加工间隙通道长度的相应分配。当加工长尺寸     

多工位组合电极电火花成形微凹槽结构

针对具有复杂微尺度凹槽结构的高硬度模具钢型腔难以加工的难题,提出了一种多工位组合电极电火花成形的新方法。以某种聚合物微流控芯片模具型腔为研究对象,选用NAK80模具钢为型腔材料,铜钨合金(W75%)为相应的微凸起结构电极材料并经由高速铣削加工。为降低加工难度及保障加工质量,对复杂微凸起结构进行分解,形成2组4工位组合电极;采用周铣、端铣交替进行的工艺使微凸起上表面的毛刺连续发生塑性变形从而减小和去除微凸起结构顶端的加工毛刺。最后,利用制备好的多工位组合电极,采用变换工位代替更换电极的加工方式,通过精密电火花成形,依次完成粗、半精与精加工。结果表明:加工的凹槽侧壁与底面垂直度较好,宽度、高度误差在3μm以内,根部圆角在15μm以内,可以满足成型聚合物微流控芯片的使用要求。     

电火花加工多材质电极制备方法及试验研究

随着电火花加工技术的不断发展,利用多材质电极来实现微小复杂曲面的电火花成形加工,具有加工速度快、一次成形等特点而被广泛应用.针对多材质电极的制备,以黄铜、紫铜、铁、钼及铜钨合金等材质电极在模具钢上进行了加工试验,以研究的电极损耗及形状变化规律为基础,根据复杂曲面加工需求设计多材质电极,运用热镀法制备多材质电极,通过扫描...     

微细电火花加工系统及其工艺技术

开发了一套微细电火花加工系统,该系统不仅能加工微细轴、微细孔,还能实现微三维结构的微细电火花加工。研究了针对该系统的微细电火花加工工艺技术,研究了放电电压、放电电容等工艺参数,主轴转速,以及工作液介质对微细电火花加工效率、相对电极损耗率的影响规律。采用旋转削边电极技术大大提高了进行大深径比微细孔加工时的加工效率。进行了大量的加工实验,加工出了最小直径为6μm的微细轴以及最小直径为10μm的微细孔;通过对电极损耗的在线补偿策略研究,实现了微三维结构的加工,加工出了外径为4mm、具有24个叶片的微型涡轮盘及具有微三维结构的微细梁,充分证实了该系统的广泛适用性。     

Electrical discharge machining of submicron holes using ultrasmall-diameter electrodes

We have carried out the electrical discharge machining (EDM) of submicron holes using ultrasmall-diameter electrodes. Two types of electrode were used: tungsten electrodes fabricated by the combination of wire electrodischarge grinding and electrochemical machining, and silicon electrodes originally designed as probes for scanning probe microscopes. The diameters of the former and latter were 1 μm or less, and less than 0.15 μm, respectively. Holes were drilled using a relaxation-type pulse generator at an open-circuit voltage of less than or equal to 20 V with the machine's stray capacitance as the only capacitance. Using tungsten electrodes, holes of less than 1 μm in diameter and more than 1 μm in depth were successfully drilled. A 1.3-μm-wide slot was also fabricated by drilling many holes with a small pitch. It was possible to drill holes of approximately 0.5 μm diameter using silicon electrodes because the electrode diameter was less than those of the tungsten electrodes. These holes have the smallest reported diameter for holes drilled by EDM, indicating the possibility of submicron- and nanoscale machining by EDM.     

三区段变参数振动钻削微孔的研究

分析了振动钻削微孔时钻入、钻削和钻出三个区段上不同的振动钻削机理,通过二次回归试验求出了各区段的最佳振动参数。提出了随钻孔区段的改变而改变振动参数,使各区段都工作在最佳振动钻削状态的三区段变参数振动钻削新方法。研究结果表明,这一新方法克服了定参数振动钻削微孔时各项钻削质量顾此失彼的矛盾,是全面提高微孔加工质量的有效方法。     

窄缝精密电解加工的实验研究

通过在理论上分析窄缝电解加工中片状电极和丝状电极对加工间隙和流场分布的影响,提出了采用小直径丝状电极提高加工精度和改善加工稳定性的方法。文中分别进行了片状电极和丝状电极之间、不同直径丝状电极之间的窄缝电解加工对比试验。结果表明,小直径丝状电极可以减小电解液流过电极丝产生的涡流死水区,改善加工区内的电解液更新和电解产物的排除,提高加工精度和加工过程的稳定性。     

数控电解车削装置及基础工艺试验

介绍数控电解车削加工原理及试验装置.利用直线刃阴极在试验装置上进行圆柱面和凸轮面的加工试验,并对试验结果进行分析.结果表明数控电解车削加工可用于回转件的加工.     

OPTIMIZATION OF ELECTRO-CHEMICAL MACHINING PROCESS PARAMETERS USING GENETIC ALGORITHMS

ECM and ECM-based processes (derived and hybrid processes) are one of the most widely used advanced machining processes (AMPs) to make complicated shapes of varying sizes in the products made of electrically conducting but difficult-to-machine materials such as superalloys, Ti-alloys, alloy steel, tool steel, stainless steel, etc. These materials are extensively used in aerospace, automobile, space, nuclear, defense, cutting tools, dies and mold making applications. ECM offers some unique advantages over other conventional and advanced machining processes but its use incurs relatively higher initial investment cost, operating cost, tooling cost, and maintenance cost. Use of optimum ECM process parameters can significantly reduce the ECM operating, tooling, and maintenance cost and will produce components of higher accuracy which is very important in some critical areas such as aerospace, space, defense, nuclear applications. Therefore, choice of optimum process parameters is essential to ensure the most cost-effective, efficient, and economic utilization of ECM process potentials. This paper describes optimization of three most important ECM process parameters namely tool feed rate, electrolyte flow velocity, and applied voltage with an objective to minimize geometrical inaccuracy subjected to temperature, choking, and passivity constraints using real-coded genetic algorithms. Comparison of the obtained optimization results with the results of past work in this direction shows an improvement in terms of geometrical accuracy.     

发动机叶片电解加工变间隙阴极修正法

为了提高叶片电解加工的精度,提出变间隙阴极修正方法,建立该方法数学模型,分析加工间隙与阴极修正量的对应关系,通过在型面误差中代入间隙补偿量来修正阴极。提出阴极沿型线修正量的计算公式和插值逼近的试验方法。结合自行研制的新型叶片电解加工机床,进行了叶片电解加工阴极修正的试验,通过变间隙修正方法修改阴极。试验过程中阴极经过3次计算机修正,可使叶片电解加工精度提高到0.05 mm,表明该阴极修正方法合理有效,数学模型与试验情况吻合。