脈沖微細(xì)電解加工技術(shù)研究.pdf

1、電解加工(electrochemical machining，ECM)是一種利用金屬陽(yáng)極電化學(xué)溶解原理將零件加工成型的特種加工方法。它將工件材料以離子形式去除，具有工具無(wú)損耗、加工材料范圍廣、加工表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)展微細(xì)電解加工技術(shù)，必須解決分布電場(chǎng)產(chǎn)生的雜散腐蝕問(wèn)題，增強(qiáng)電化學(xué)反應(yīng)的定域性，提高加工精度，使其滿足微細(xì)加工的要求。 本文通過(guò)對(duì)脈沖微細(xì)電解加工等效電路的分析，得出了電解加工極化過(guò)程中電極電位與充電時(shí)間的關(guān)系；根據(jù)

2、電化學(xué)極化的巴特勒.伏爾摩方程和法拉第定律，建立了脈沖微細(xì)電解加工電流密度和加工速度的理論模型；并從理論上分析了采用納秒脈沖電源能夠?qū)崿F(xiàn)微細(xì)電解加工的可行性以及電解液對(duì)脈沖微細(xì)電解加工的影響。制作了納秒脈沖電源，采用功率放大電路直接將波形發(fā)生器的脈沖波放大，并過(guò)濾負(fù)脈沖波，可以得到最高頻率5MHz、最小穩(wěn)定輸出脈寬100ns的脈沖方波。該電源輸出電壓0～10V，占空比0.1～0.5連續(xù)可調(diào)，能滿足微細(xì)電解加工的要求。 采用電化學(xué)

3、腐蝕法在線制作微細(xì)電極，解決了該方法制作電極產(chǎn)生倒錐的問(wèn)題，并成功制作出直徑16岬，長(zhǎng)度500~m的均勻圓柱電極；使用鉆頭作為電極，則可加工出微細(xì)螺旋電極，并成功制作出直徑80岬，長(zhǎng)度3mm的螺旋電極。根據(jù)線電極電火花磨削(WEDG)制作微細(xì)軸的原理，提出了線電極電解加工微細(xì)電極的方法，并成功制作出直徑521ma，長(zhǎng)度800~m的均勻圓柱電極。 采用納秒級(jí)脈沖電源進(jìn)行微細(xì)電解加工實(shí)驗(yàn)。研究電源參數(shù)(加工峰值電壓、脈寬、占空比)和

4、電解液(電解液成分、濃度)對(duì)加工間隙、孔的錐度及加工表面質(zhì)量的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出：采用低加工電壓、窄脈寬、小占空比及低濃度鈍性電解液可以有效地減小加工間隙，增強(qiáng)電化學(xué)反應(yīng)的定域性，提高加工精度，實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工。使用螺旋電極和圓柱電極分別進(jìn)行孔和槽的加工實(shí)驗(yàn)，由于螺旋電極的螺旋結(jié)構(gòu)有利于排出加工中的電解產(chǎn)物，更新間隙內(nèi)的電解液，在加工速度和加工間隙方面明顯優(yōu)于圓柱電極。對(duì)減小孔加工的錐度也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)加工完成后延長(zhǎng)加工時(shí)間及使用