本文關鍵詞：微螺旋電極電解切割試驗研究

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【摘要】：電解線切割加工采用金屬絲作為工具陰極,基于電化學陽極溶解的原理,在數控系統的控制下將工件按設定軌跡切割加工成形。本文針對電解線切割加工中電解液更新困難的問題,提出采用高速旋轉的微螺旋電極強化加工間隙傳質,提高加工精度和加工效率。主要研究內容如下:(1)基于電解加工電極反應過程,結合電解線切割加工工藝特性,分析總結了微細電解線切割加工傳質受限的原因;分析了不同狀態(tài)下電解切割加工間隙內電解液傳質、傳熱過程,建立了微螺旋電極電解切割加工間隙流場模型;仿真計算結果表明旋轉微螺旋電極能夠促進加工間隙內電解液軸向流動,隨著電極轉速增大,傳質效果增強。(2)根據微螺旋電極電解切割加工試驗需求,改進完善了試驗加工系統;該加工機床能夠實現高分辨率低速直線進給、高精度回轉;基于LabWindows/CVI虛擬儀器平臺開發(fā)了微螺旋電極電解切割加工控制系統,該控制系統具有短路檢測與保護等功能。(3)開展了微螺旋電極電解切割加工試驗研究。在3 mm厚的06Cr19Ni10不銹鋼材料上進行加工試驗,對比分析了電極轉速和電極結構形式對加工效率和加工精度的影響,結果表明:提高電極轉速可以提高電解切割加工效率,最大進給速度可達8μm/s;采用微螺旋電極相比微圓柱電極,可以提高電解切割加工精度和加工穩(wěn)定性。開展微螺旋電極電解切割加工參數試驗,試驗結果表明:采用低脈沖電壓、小占空比、高脈沖頻率、低濃度電解液、大進給速度,可以減小加工間隙,提高加工精度。最后,采用微螺旋電極在06Cr19Ni10不銹鋼材料上加工出陣列微電極、微鏤空等復雜微結構。
【關鍵詞】：電解切割 微螺旋電極 強化傳質 高轉速 微結構
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG662
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 微細加工技術12-15
• 1.1.1 LIGA與LIGA-like技術12-13
• 1.1.2 微細切削加工技術13-14
• 1.1.3 激光加工14-15
• 1.1.4 微細電火花加工技術15
• 1.2 微細電化學加工技術15-20
• 1.2.1 微細電鑄技術15-16
• 1.2.2 掩模微細電解加工技術16-17
• 1.2.3 電液束微細電解加工技術17
• 1.2.4 超短脈沖微細電解加工技術17-20
• 1.3 微細電解線切割加工技術20-23
• 1.4 課題研究意義及主要研究內容23-25
• 1.4.1 課題研究意義23-24
• 1.4.2 本文研究的主要內容24-25
• 第二章 微螺旋電極電解切割加工原理25-41
• 2.1 電解線切割加工原理25-28
• 2.1.1 電解線切割加工25-26
• 2.1.2 電解線切割加工強化傳質方法26-28
• 2.2 微螺旋電極電解切割原理28-39
• 2.2.1 微螺旋電極電解切割加工技術的提出28-29
• 2.2.2 電解切割加工間隙內傳質、傳熱過程分析29-31
• 2.2.3 電解切割加工間隙流場模擬分析31-39
• 2.3 本章小結39-41
• 第三章 微螺旋電極電解切割試驗系統41-51
• 3.1 微螺旋電極電解切割試驗系統設計41-43
• 3.1.1 微螺旋電極電解切割試驗系統的要求41
• 3.1.2 試驗系統的總體設計41-43
• 3.2 微螺旋電極電解切割試驗系統關鍵部件43-46
• 3.2.1 運動平臺43-44
• 3.2.2 電解液循環(huán)系統44-45
• 3.2.3 高速主軸-電極系統45-46
• 3.3 微螺旋電極電解切割試驗系統控制方案46-50
• 3.3.1 控制方案總體設計46-47
• 3.3.2 控制系統軟件設計47-50
• 3.4 本章小結50-51
• 第四章 微螺旋電極電解切割工藝試驗研究51-66
• 4.1 試驗安排51-52
• 4.2 旋轉電極電解切割加工工藝試驗研究52-57
• 4.2.1 圓柱電極旋轉對加工的影響52-53
• 4.2.2 圓柱電極與螺旋電極旋轉電解切割加工比較53-57
• 4.3 微螺旋電極電解切割工藝試驗研究57-64
• 4.3.1 加工電壓對切縫側面間隙的影響57-59
• 4.3.2 脈沖頻率對切縫側面間隙的影響59-60
• 4.3.3 占空比對切縫側面間隙的影響60-61
• 4.3.4 電解液濃度對切縫側面間隙的影響61-62
• 4.3.5 進給速度對切縫側面間隙的影響62-64
• 4.4 典型復雜微結構的加工64-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 總結與展望66-67
• 5.1 本論文研究工作總結66
• 5.2 未來研究工作展望66-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71-72
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文72

【參考文獻】

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本文編號：943574