精密微孔电火花电化学组合加工技术研究

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随着科学技术和工业生产的发展,微小孔已被广泛应用于生产和生活中的各个领域。电加工方法在微孔的加工方面有着其独特的优势,电加工主要包括电火花加工和电化学加工。电火花加工可在任何导电材料上进行各种类型孔的加工,加工过程中无宏观作用力,对工具电极的强度要求低。电火花加工中,微孔内壁表面会有重铸层产生,重铸层是由熔融材料受工作液快速冷却凝固而形成的,其内常存在大量的微裂纹。在交变载荷的作用下,重铸层内的微裂纹会慢慢扩散,最终导致零件断裂损坏。采用电化学方法进行微孔的加工,孔内壁表面质量好且无重铸层。但其加工精度和效率低,加工出的微孔锥度大。为获得具有较高加工精度和表面质量的微孔,进行了微孔的电火花电化学组合加工实验。首先分析微孔的电火花加工和电化学加工的原理及各自的优缺点,提出可以把两种加工方法相结合形成微孔的电火花电化学组合加工,并说明电火花电化学组合加工的机理及优势;其次,在课题组自行研制的微细电火花加工机床上,设计了电化学加工系统,搭建出组合加工的硬件和软件平台,并在该平台上进行实验所用圆柱电极、削边电极和异形电极的制备;提出了一种微细电极的电火花电化学组合加工制备方法,详细说明了该方法的基本原理、优势、制备微细电极的工艺流程。最后,进行微孔的电火花电化学加工实验,研究电火花和电化学加工参数对微孔加工效果的影响,参数优化后,采用电火花电化学组合加工方法成功地加工出了直径Ф200μm,深径比为5,锥度为0.0075,具有较好表面质量的微孔。
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