多线电极微细电解加工技术研究
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【摘要】:微细电解线切割加工技术是以微米尺度的线电极作为工具电极,利用阳极金属在电解液中发生电化学溶解的原理,结合二维平面运动,对金属材料进行切割成形的一种加工方法。由于加工过程阴极线电极不发生损耗,故电极直径可以小至数微米。结合纳秒脉冲技术,微细电解线切割可以加工出小至数微米的复杂二维微结构。本文主要进行了多线电极微细电解加工的基础研究,工作内容分别为:1、针对微细电解线切割加工效率较低,提出了多线电极微细电解加工的方法,并且建立了多线电极微细电解的加工模型。2、设计并搭建了微细电解线切割机床。根据多线电极微细电解的加工特点,分别对机床本体、控制系统、监测系统和隔振系统进行了设计。3、进行了多线电极微细电解加工工艺试验研究。试验分析了电源电压、脉冲宽度、脉冲周期、进给速度对缝宽的影响。研究了不同线电极数量下加工电参数对加工效率的影响。4、利用优化的加工参数,采用三根线电极,在弹性钴基合金工件上,加工出一致性较高的微细群结构。5、提出了间歇回退方式以利于电解产物的排出,试验对比分析了单次进给量和间歇回退幅值/频率对加工过程的影响。对于间歇回退微幅往复运丝微细电解线切割工艺进行了初步探索。
【关键词】:多线电极 微细电解加工 缝宽 加工效率 间歇回退
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG662
【目录】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-11
- 注释表11-12
- 第一章 绪论12-24
- 1.1 微细加工技术的研究和发展12-15
- 1.1.1 半导体材料的微细加工12
- 1.1.2 LIGA技术和UV-LIGA技术12-13
- 1.1.3 微细切削技术13-14
- 1.1.4 高能束流微细加工技术14-15
- 1.2 微细电加工技术的研究和发展15-19
- 1.2.1 微细电解加工技术15-17
- 1.2.2 微细电火花技术17-18
- 1.2.3 微细电化学放电技术18
- 1.2.4 组合加工技术18-19
- 1.3 电解线切割技术的研究和发展19-21
- 1.4 课题研究意义以及主要研究内容21-24
- 1.4.1 课题的研究意义21-22
- 1.4.2 主要研究内容22-24
- 第二章 多线电极微细电解加工机理24-32
- 2.1 微细电解线切割加工原理24
- 2.2 提高微细电解线切割加工效率方案24-27
- 2.2.1 强化传质提高加工效率方案24-26
- 2.2.2 多线电极提高加工效率方案26-27
- 2.3 纳秒脉冲电流多线电极微细电解加工模型27-31
- 2.4 本章小结31-32
- 第三章 微细电解线切割加工机床32-43
- 3.1 机床的总体布局设计32-34
- 3.2 机床本体34-38
- 3.2.1 床身、外罩设计34
- 3.2.2 运动系统34-35
- 3.2.3 阴阳极及其装夹35-37
- 3.2.4 电解液系统37-38
- 3.2.5 辅助装置38
- 3.3 纳秒脉冲电源38-39
- 3.4 控制系统39-40
- 3.5 监测系统40-41
- 3.6 隔振系统41-42
- 3.7 本章小结42-43
- 第四章 多线电极微细电解加工工艺试验研究43-59
- 4.1 影响加工的因素分析43-47
- 4.1.1 影响切缝加工精度因素分析43-44
- 4.1.2 影响切缝加工效率因素分析44-45
- 4.1.3 线电极数量对加工的影响45-47
- 4.2 多线电极加工精度试验研究47-53
- 4.2.1 电源电压对缝宽的影响48-49
- 4.2.2 脉冲宽度对缝宽的影响49-50
- 4.2.3 脉冲周期对缝宽的影响50-51
- 4.2.4 进给速度对缝宽的影响51-53
- 4.3 线电极数量对加工效率的影响53-57
- 4.3.1 不同线电极数量下电源电压对加工效率的影响53-54
- 4.3.2 不同线电极数量下脉冲宽度对加工效率的影响54-56
- 4.3.3 不同线电极数量下脉冲周期对加工效率的影响56-57
- 4.4 典型结构加工57-58
- 4.5 本章小结58-59
- 第五章 间歇回退微细电解线切割加工59-66
- 5.1 间歇回退强化传质策略59-61
- 5.2 间歇回退对加工的影响61-64
- 5.2.1 单次进给量对加工的影响61-63
- 5.2.2 回退幅值/频率对加工的影响63-64
- 5.3 间歇回退微幅往复运丝微细电解线切割工艺初探64-65
- 5.4 本章小结65-66
- 第六章 总结与展望66-68
- 6.1 本文研究工作总结66
- 6.2 未来研究工作展望66-68
- 参考文献68-73
- 致谢73-74
- 在学期间的研究成果及发表的学术论文74
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