旋轉(zhuǎn)內(nèi)沖液微小孔電火花-電解組合加工技術(shù)研究.pdf

1、隨著機械結(jié)構(gòu)微型化的不斷發(fā)展，具有高深徑比的微小孔在航空航天、電子工業(yè)及小型醫(yī)療設(shè)備等各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。這些微小孔零部件通常采用難加工材料如不銹鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷等，往往需要具有較大的深徑比，同時為了保證其使用性能，微小孔還要兼顧精度與表面質(zhì)量。然而，作為微小孔加工常用的加工方法如微細電火花（micro-EDM）與微細電解加工（micro-ECM），很難實現(xiàn)所有的工藝要求。
　　微細電火花加工微小孔具有較高的加工效率和深

2、徑比，但所得微小孔表面存在重鑄層缺陷，且具有一定的錐度；微細電解加工微小孔可以獲得較高的表面質(zhì)量，但加工效率偏低，且無法達到較大的加工深度。因此，結(jié)合微細電火花與電解加工的優(yōu)勢，開展微小孔的電火花電解組合加工技術(shù)研究對提高微小孔性能具有重要意義。本文采用高速旋轉(zhuǎn)內(nèi)沖液電極進行微小孔的電火花電解組合加工技術(shù)研究，以實現(xiàn)微小孔加工兼顧高效率、大深徑比和高表面質(zhì)量。
　　本文對內(nèi)沖液微小孔電火花電解組合加工工藝進行了簡要的分析并選擇了合

3、適的工藝方法，同時按照工藝需求在同一機床上完成了組合加工平臺的搭建。為了提高微小孔加工效率，進行了電火花電解復(fù)合脈沖電源的研制。最后通過內(nèi)沖液微小孔電火花加工的基礎(chǔ)實驗，分析電流和電容等電參數(shù)對加工效率和電極損耗的影響規(guī)律，確定最佳的電流和電容加工參數(shù)，并得到在該參數(shù)下所得微小孔的單邊加工間隙等數(shù)據(jù)，為后續(xù)組合加工去除重鑄層提供了實驗基礎(chǔ)。
　　同時，利用計算流體力學(xué)軟件對內(nèi)沖液微小孔電火花加工間隙流場進行仿真，分析沖液壓力、電極

4、轉(zhuǎn)速和加工深度等因素對間隙內(nèi)流場速度分布與蝕除顆粒積累濃度的影響。在此基礎(chǔ)上，分別改變沖液壓力、電極轉(zhuǎn)速和加工深度進行內(nèi)沖液微小孔電火花加工實驗，分析其對加工效率以及電極損耗的影響，進而對仿真結(jié)果加以驗證。通過仿真與實驗分析，增大沖液壓力可以明顯提高間隙流場工作液速度并提高加高加工效率及降低電極損耗。而電極轉(zhuǎn)速間隙流場影響并不顯著，但通過實驗發(fā)現(xiàn)，提高電極轉(zhuǎn)速可以改善間隙內(nèi)放電狀態(tài)從而提高微小孔加工效率并有利于降低電極損耗。加工深度的增

5、加雖然會使間隙蝕除產(chǎn)物濃度有略微的上升，但內(nèi)沖液的方式可以使加工過程中間隙流場始終具有較高的速度以利于蝕除產(chǎn)物的持續(xù)排出，從而保證在較大深度下微小孔加工的正常進行。
　　根據(jù)以上仿真與實驗的基礎(chǔ)，確定了內(nèi)沖液微小孔電火花加工的最佳加工參數(shù)。為了電火花電解組合加工的順利進行，選擇并配制了以NaClO3+EDTA-2Na為電解質(zhì)的中性電解液。通過微小孔的內(nèi)沖液電火花加工與組合加工對比實驗，發(fā)現(xiàn)組合加工使微小孔表面重鑄層基本被去除，同時