微细环槽电解线切割加工系统及试验研究

发布时间：2017-06-23 19:01

  本文关键词：微细环槽电解线切割加工系统及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：窄缝、微小凹槽作为典型的微细结构,已经广泛应用在工业领域中。钨具有熔点高、耐化学腐蚀性好、硬度高等特点,作为氙灯电极材料,具有亮度大、发光集中、色彩还原好等优点,是理想的点光源；但阳极端部不易散热造成钨氧化发黑,影响亮度、降低使用寿命。通过在钨电极上开散热凹槽来延长寿命。用于窄凹槽加工的方法有机械切削技术、电火花线切割技术、激光加工技术等,这些方法存在产生内应力、电极丝易损耗、表面烧伤、加工成本昂贵等缺点。目前,钨表面凹槽加工多采用传统机械切削加工,对刀具要求高。本文提出利用电解线切割技术进行微细结构的加工方法。电解线切割是利用金属在电解液中以金属离子的形式发生溶解达到去除材料的加工方式。加工过程中工具几乎不损耗、表面质量较好、工具阴极与工件表面无接触应力、对加工材料硬度无限制。本文以电解加工原理为基础,结合微细电解线切割的特点,开展在不同材料的回转体工件上切割微尺度环槽的试验研究。主要完成内容包括以下几个方面：1、根据电解线切割特点与被加工件的形状,搭建微细电解线切割加工系统；分别对运动机床床身、机床运动控制系统、高频窄脉宽电源、电解液循环过滤系统等部分进行了设计；该装置可以用于打孔、切割内环槽、切割外环槽、切割螺旋槽等工艺试验。采用轴向冲液方式并设计轴向冲液装置,提高加工稳定性。2、利用电解线切割试验装置进行切割环槽工艺试验研究。在不锈钢工件上,进行了直流电源和脉冲电源的加工对比试验,验证电源类型对加工尺寸的影响以及脉冲电源在工艺参数下是否可以正常工作。通过不锈钢表面环槽加工试验,分析线电极进给速度、初始加工间隙、电压幅值、脉冲频率和占空比等因素对电解加工精度的影响,得到最佳加工工艺参数。3、在电解线切割环槽工艺可行的基础上,针对高硬度、高熔点金属钨,展开环槽电解线切割工艺试验。通过测量钨的极化曲线了解钨在碱性电解液中的腐蚀规律。进行单一成分电解液和复合电解液、加工电压、电极进给速度和进给方式的加工试验,分析试验参数对钨表面环槽加工尺寸的影响,探索适用于金属钨电解加工的工艺参数。
【关键词】：微细电解线切割 工艺 环槽 脉冲电源
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG48
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 课题背景13-14
• 1.2 金属微结构加工技术14-18
• 1.2.1 微细机械切削加工技术14-15
• 1.2.2 微细电火花线切割加工技术15-16
• 1.2.3 激光微细加工16-17
• 1.2.4 LIGA加工17-18
• 1.3 微细电解加工技术18-23
• 1.3.1 电液束加工19-20
• 1.3.2 掩膜微细电解加工技术20-21
• 1.3.3 微细电解线切割技术21-23
• 1.4 课题研究意义以及本文研究内容23-25
• 第二章 微细电解线切割工艺基础理论25-35
• 2.1 电解线切割加工技术原理25
• 2.2 微细电解线切割加工技术的特点25-28
• 2.2.1 电极反应过程26-27
• 2.2.2 法拉第定律27-28
• 2.3 影响电解加工工艺的参数分析28-31
• 2.4. 提高微细电解加工精度及稳定性的方法31-34
• 2.4.1 电解液循环方式31-33
• 2.4.2 高频窄脉冲微细电解加工33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 电解线切割加工系统设计35-51
• 3.1 微细电解线切割加工系统设计35-40
• 3.1.1 微细电解线切割机床37
• 3.1.2 机床装置运动系统设计37-38
• 3.1.3 电解液循环系统38-40
• 3.2 高频窄脉冲电源40-49
• 3.2.1 电源的基本设计要求41-42
• 3.2.2 电源的总体设计方案42-49
• 3.3 线电极对刀49
• 3.4 加工过程检测方法49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 微细电解线切割环槽工艺试验51-75
• 4.1 不锈钢棒切割环槽工艺试验51-61
• 4.1.1 电源类型对环槽加工的影响51-52
• 4.1.2 电压对环槽加工的影响52-54
• 4.1.3 脉冲频率对环槽加工的影响54-56
• 4.1.4 占空比对环槽加工的影响56-57
• 4.1.5 阴极进给速度对环槽加工的影响57-59
• 4.1.6 初始加工间隙对环槽加工的影响59-61
• 4.2 纯钨切割环槽工艺试验61-73
• 4.2.1 钨极化曲线测定61-64
• 4.2.2 单一电解液浓度对环槽加工的影响64-65
• 4.2.3 复合电解液对环槽加工的影响65-68
• 4.2.4 溶液在不同电压下对环槽加工的影响68-70
• 4.2.5 进给速度对环槽加工影响70-71
• 4.2.6 进给方式对环槽加工的影响71-73
• 4.3 本章小结73-75
• 结论与展望75-77
• 参考文献77-81
• 攻读学位期间发表论文81-83
• 致谢83

【参考文献】

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本文编号：475956