超声振动辅助微细电解电火花线切割加工技术研究
发布时间：2022-10-23 19:49
随着社会的高速发展,越来越多的绝缘材料被广泛应用到微机电系统、可穿戴设备、智能移动终端等领域。在绝缘材料中如玻璃陶瓷等因本身硬脆的特性导致很难被加工生产,而电解电火花是种非接触式加工,可以胜任非导电硬脆绝缘材料的加工。本文将超声振动辅助引入到电解电火花切割加工玻璃中,对电解电火花的加工机理以及超声振动、电压、进给速度等主要加工参数对切割质量的影响进行深入探究。首先对电解电火花加工中的气膜形成进行理论分析,建立了在超声振动辅助下气膜的厚度模型和切割微缝的能量模型。通过流场仿真分析发现,在工具电极上施加超声振动可以细化气膜,使气膜分布更均匀,进而降低火花放电的临界电压。另外通过温度场仿真研究发现,在超声振动的辅助下可以降低单次放电产生的凹坑深度,进而降低加工后的表面粗糙度。然后采用直径100μm的螺旋电极进行切割试验探究,结合仿真和加工中的电流信号图分析了超声振幅对切割质量的影响。相比于无超声辅助,当振幅取最优值5.25μm时,平均缝宽降低至128.63μm,降幅20.78%,侧壁面粗糙度降低至0.235 μm,降幅52.9%。同时结合加工中的电流信号图和切割微缝能量模型分别分析了加工电压...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微细电解电火花加工研究
1.2.2 微细电解电火花线切割国外研究现状
1.2.3 微细电解电火花线切割国内研究现状
1.2.4 超声振动辅助微细电解电火花加工研究现状
1.2.5 微细电解电火花线切割国内外研究现状分析
1.3 课题来源及研究目标
1.4 本文主要研究内容
第2章 超声振动辅助电解电火花线切割机理及实验平台
2.1 电解电火花加工基本原理
2.2 超声振动辅助电解电火花线切割机理研究
2.2.1 电压-电流静态特性
2.2.2 气膜形成机理与气膜厚度建模
2.2.3 切割微缝的能量模型
2.3 超声振动作用下的仿真研究
2.3.1 超声振动辅助对气膜的影响
2.3.2 超声振动对加工间隙内压强和流速的影响
2.3.3 超声振动作用下材料去除机理研究
2.4 超声振动辅助电解电火花线切割实验平台
2.5 本章小结
第3章 螺旋电极电解电火花切割加工试验研究
3.1 超声振幅对切割质量的影响
3.2 加工电压对切割质量的影响
3.3 占空比对切割质量的影响
3.4 脉冲频率对切割质量的影响
3.5 进给速度对切割质量的影响
3.6 典型结构切割
3.7 本章小结
第4章 线电极电解电火花切割加工试验研究
4.1 超声振动线电极对切割质量的影响
4.2 加工电压对线切割质量的影响
4.3 占空比对线切割质量的影响
4.4 脉冲频率对线切割质量的影响
4.5 进给速度对线切割质量的影响
4.6 线电极切割的典型结构
4.7 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文和专利
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光辅助电化学放电加工微通道的特性[J]. 曹增辉,张朝阳,王瑞,赵斗艳,朱帅杰,朱浩. 微纳电子技术. 2019(06)
[2]电化学放电线切割电压-电流特性研究[J]. 李其,蒋毅,孔令蕾,赵万生,平雪良. 电加工与模具. 2015(06)
[3]电化学放电线切割加工方法实验研究[J]. 蒋毅,李其,孔令蕾,赵万生,平雪良. 现代制造工程. 2015(11)
[4]中国与美国、德国制造业发展战略的比较研究及启示[J]. 伏琳,陈启愉. 机械制造. 2015(08)
[5]超声振动辅助混粉电解电火花加工工艺研究[J]. 吕传伟,谷安,李明义,郑汉卿. 电加工与模具. 2014(04)
[6]MEMS技术现状与发展前景[J]. 谷雨. 电子工业专用设备. 2013(08)
[7]线电极电火花—电解复合加工的研究[J]. 范广信,郭黎滨,战国臣. 机械工程师. 1985(04)
博士论文
[1]电解电火花玻璃微加工新方法及其机理研究[D]. 徐轶.华中科技大学 2018
[2]基于电解电火花效应的硬脆绝缘材料微加工技术[D]. 魏臣隽.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]超声振动辅助微细电解电火花加工技术研究[D]. 魏志远.山东大学 2019
[2]电化学放电线切割加工过程控制系统研究[D]. 石子灿.江南大学 2018
[3]玻璃微结构电解电火花加工关键技术研究[D]. 王明宇.山东大学 2017
[4]基于超声振动的电解电火花加工工艺研究[D]. 吕传伟.南京航空航天大学 2014
本文编号：3697015
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微细电解电火花加工研究
1.2.2 微细电解电火花线切割国外研究现状
1.2.3 微细电解电火花线切割国内研究现状
1.2.4 超声振动辅助微细电解电火花加工研究现状
1.2.5 微细电解电火花线切割国内外研究现状分析
1.3 课题来源及研究目标
1.4 本文主要研究内容
第2章 超声振动辅助电解电火花线切割机理及实验平台
2.1 电解电火花加工基本原理
2.2 超声振动辅助电解电火花线切割机理研究
2.2.1 电压-电流静态特性
2.2.2 气膜形成机理与气膜厚度建模
2.2.3 切割微缝的能量模型
2.3 超声振动作用下的仿真研究
2.3.1 超声振动辅助对气膜的影响
2.3.2 超声振动对加工间隙内压强和流速的影响
2.3.3 超声振动作用下材料去除机理研究
2.4 超声振动辅助电解电火花线切割实验平台
2.5 本章小结
第3章 螺旋电极电解电火花切割加工试验研究
3.1 超声振幅对切割质量的影响
3.2 加工电压对切割质量的影响
3.3 占空比对切割质量的影响
3.4 脉冲频率对切割质量的影响
3.5 进给速度对切割质量的影响
3.6 典型结构切割
3.7 本章小结
第4章 线电极电解电火花切割加工试验研究
4.1 超声振动线电极对切割质量的影响
4.2 加工电压对线切割质量的影响
4.3 占空比对线切割质量的影响
4.4 脉冲频率对线切割质量的影响
4.5 进给速度对线切割质量的影响
4.6 线电极切割的典型结构
4.7 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所发表的学术论文和专利
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光辅助电化学放电加工微通道的特性[J]. 曹增辉,张朝阳,王瑞,赵斗艳,朱帅杰,朱浩. 微纳电子技术. 2019(06)
[2]电化学放电线切割电压-电流特性研究[J]. 李其,蒋毅,孔令蕾,赵万生,平雪良. 电加工与模具. 2015(06)
[3]电化学放电线切割加工方法实验研究[J]. 蒋毅,李其,孔令蕾,赵万生,平雪良. 现代制造工程. 2015(11)
[4]中国与美国、德国制造业发展战略的比较研究及启示[J]. 伏琳,陈启愉. 机械制造. 2015(08)
[5]超声振动辅助混粉电解电火花加工工艺研究[J]. 吕传伟,谷安,李明义,郑汉卿. 电加工与模具. 2014(04)
[6]MEMS技术现状与发展前景[J]. 谷雨. 电子工业专用设备. 2013(08)
[7]线电极电火花—电解复合加工的研究[J]. 范广信,郭黎滨,战国臣. 机械工程师. 1985(04)
博士论文
[1]电解电火花玻璃微加工新方法及其机理研究[D]. 徐轶.华中科技大学 2018
[2]基于电解电火花效应的硬脆绝缘材料微加工技术[D]. 魏臣隽.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]超声振动辅助微细电解电火花加工技术研究[D]. 魏志远.山东大学 2019
[2]电化学放电线切割加工过程控制系统研究[D]. 石子灿.江南大学 2018
[3]玻璃微结构电解电火花加工关键技术研究[D]. 王明宇.山东大学 2017
[4]基于超声振动的电解电火花加工工艺研究[D]. 吕传伟.南京航空航天大学 2014
本文编号：3697015
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