射流电解加工技术是以高速电解液射流为加工工具,利用金属工件阳极溶解现象,实现工件特定位置材料去除加工的一类电解加工方法的统称。它不仅具有电解加工内在优势,还有加工速度高、操作自由度大、可达性好、材料去除选择性高等特点,在微细结构加工领域具有潜在优势。因加工原理的局限性,射流电解加工存在着加工精度偏低且难以控制的问题。尽管业界为此做出了巨大努力,也取得了不错的进展,但射流电解加工精度仍与大部分产业的期望值有很大差距。本文提出了浸没式射流电解加工技术,将射流喷嘴、射流束和工件浸没于煤油之中,以使煤油将金属喷嘴外侧壁和端部包裹起来,进而达到抑制杂散电流、提高射流电解加工精度的目的。本文在河南省重点科技攻关项目(项目号:172102210025)——电绝缘液体浸没射流电解加工技术的资助下,重点开展煤油浸没式射流电解加工微坑数值仿真分析与实验研究。主要研究内容和结果如下:(1)开展了煤油浸没式射流电解加工微坑数值仿真分析,探究了浸没介质煤油和射流方位(水平方位和竖直方位)对流场分布的影响。结果表明:无论是水平方位还是竖直方位,各加工阶段(初始阶段、浅坑阶段、深坑阶段),极间流场分布特征基本相似,均由初始阶段的沿加工表面液膜状分布特征变为深坑阶段的趋于包裹喷嘴的伞状分布特征;相较于常规射流(空气中),浸没煤油中的电解液束径更小,电解液反射现象减少,反射电解液与喷嘴外壁的接触概率和面积减小;相较于竖直方位,水平方位中液膜厚度增大,反射电解液呈不对称伞状特征且与喷嘴外壁接触减少。水平方位煤油浸没式射流更有利于微坑加工。(2)开展了竖直方位浸没射流电解加工微坑实验研究,分析了煤油、工件加工区域形状特征及面积对加工精度的影响。结果表明:较小喷嘴(内径为170μm)时,与喷嘴-工件间隙(极间间隙)匹配的加工电压范围内,相较于空气,浸没煤油中加工的微坑边缘杂散腐蚀少,表面粗糙度更小、直径更小、深度更深、深径比更大;喷嘴内径变大后(340μm),可在与喷嘴-工件间隙(极间间隙)匹配的更大加工电压范围内获得高定域性的微坑;加工区域为小面积或为曲面形状,浸没煤油所得微坑的定域性比大面积平面加工区域的更好。煤油有利于提高微坑加工精度和表面质量,采用大喷嘴或加工区域为曲面或小面积,煤油浸没射流电解加工的效果更好,存在加工区形状效应和面积效应。(3)开展了水平射流方位浸没式射流电解加工微坑实验研究,分析了射流方位对浸没式射流电解加工精度的影响。结果表明:较小喷嘴(内径为170μm)时,喷嘴-工件间隙为300μm时,在整个加工电压范围内,相较于竖直方位,水平方位在大面积平面上加工的微坑边缘倾角更大、表面粗糙度更小、尺寸更小;喷嘴内径变大后(340μm),水平方位微坑表面粗糙度更小、边缘杂散腐蚀更少、但微坑尺寸增大;适当的工艺参数(低加工电压和小加工间距或高电压和大加工间距的组合)下,水平方位加工精度更高。水平方位有助于提高微坑表面质量和加工精度,存在方位效应。