多层工件叠加电解线切割试验研究

发布时间：2020-07-29 08:08

【摘要】：微细电解线切割技术是指以微米级金属丝作为工具阴极,基于电化学阳极溶解的原理对工件进行切割加工的加工方法。针对电解线切割加工效率不高的问题,本文提出采用多层工件叠加电解线切割的加工方法,利用电极丝对规则叠放的多层工件同时进行电解线切割加工。本文主要对以下内容进行研究:1、提出了多层工件叠加电解线切割的加工方法,介绍它的加工原理及特点,建立其电路模型,并进行了多层工件电解线切割的流场和电场仿真。2、改进加工试验系统,设计了相关夹具和双自由度微旋转平台来保证线电极与Z轴轴线保持平行。此外,还对机床的电解液系统、控制系统以及监测系统等进行设计和搭建。3、利用纳秒脉冲电源对200μm厚的3J53恒弹性合金进行了电参数、电解液浓度和进给速度等参数的单因素试验,研究了各自对加工的影响规律,并最终得到侧面间隙约为4μm的加工切缝。此外,通过试验发现,受其输出功率的限制纳秒脉冲电源不能胜任该合金较多层数工件的叠加电解线切割的加工。4、利用高频窄脉冲电源对200μm厚的3J53恒弹性合金进行多层工件叠加电解线切割试验研究,探究了不同叠加层数对加工的影响规律以及电参数、电解液浓度和进给速度对四层3J53恒弹性合金工件叠加加工的影响规律。5、利用优化的参数进行了多层工件叠加电解线切割典型结构的加工,总加工速度达到3.2μm/s,相比单层工件电解线切割最大加工速度0.9μm/s,提高了加工效率,还进行了射流片零件的加工。此外,在之前研究基础上进行了多层工件叠加多丝电解线切割的试验研究,完成了各种典型结构的试验加工,总加工速度达到7.2μm/s,进一步提高了加工效率。
【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】：2018
【分类号】：TG48
【图文】：

恒弹性合金,游丝

南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文第一章绪论1.1 3J53 恒弹性合金弹性合金是指具有特殊弹性性能的一种材料，属于精密合金。恒弹性合金的特点是在一定的温度范围（㧟60℃—㧏100℃）弹性模量或固有频率随着温度的变化几乎保持恒定。由于恒弹性合金这种特性使之在通讯技术、精密仪器和仪表方面获得了广泛应用，如下图 1.1 所示。综合来看其主要应用有以下三个方面[1-4]：（1）电子仪器和通讯技术中的稳定标准频率的发生元件，包括：频率稳定器、频率发生器载波通讯的机械滤波器等；（2）手表以及计时器中的游丝，包括：航海天文钟游丝、航空表游丝、具有特种要求的计时器的游丝和手表游丝等；（3）各种仪器仪表中的敏感弹性构件，包括：波纹管、膜盒和精密弹簧等。

微细电火花,线切割,微结构,飞秒激光

（c）微型发动机轴承[12]图 1.2 微细电火花线切割制备的微结构秒激光切割加工技术激光切割加工是将分散的光能量在飞秒时间范围内聚焦到加工工件上微细能量的飞秒激光束对工件进行烧蚀来达到材料的去除的目的[13]。进行飞秒工热影响区小，烧蚀阈值精确，可加工材料广[14]。飞秒激光由于其较好的细加工领域的发展提供了很好的支持。大学黄建衡等通过试验研究，利用飞秒激光加工出了如图 1.3 所示的μm 的多晶金刚石微结构阵列[15]。

微结构,扫描电镜图,金刚石,阵列

（c）微型发动机轴承[12]图 1.2 微细电火花线切割制备的微结构.2.2 飞秒激光切割加工技术飞秒激光切割加工是将分散的光能量在飞秒时间范围内聚焦到加工工件上微细空间区域用其高能量的飞秒激光束对工件进行烧蚀来达到材料的去除的目的[13]。进行飞秒激光切割时，加工热影响区小，烧蚀阈值精确，可加工材料广[14]。飞秒激光由于其较好的微加工能其在微细加工领域的发展提供了很好的支持。深圳大学黄建衡等通过试验研究，利用飞秒激光加工出了如图 1.3 所示的槽深×宽5μm×20μm 的多晶金刚石微结构阵列[15]。

【参考文献】