微細電解加工裝備研制及其實驗研究.pdf

1、微細電解加工加工是一種以離子方式去除材料的特種加工方式，具有加工精度高、工具無損耗、無殘余應力變形存在以及與零件硬度無關等顯著優(yōu)點。因此，從理論上來說，微細電解加工和現在的數控技術等相結合，可以實現微細結構的高精度加工。
　　 本文自行研制開發(fā)了微細電解加工裝備?？紤]到和其他功能的復合以及裝備剛性要求，整體結構采用“C”型結構，并與立柱旋轉平臺結構相結合。旋轉平臺采用防腐性能好的大理石材料制作；應用定制的隔振平臺來隔離臺基的振動

2、，防止對加工造成影響：選用帶光柵尺反饋系統的精密直線位移滑臺進行快速接近進給，PI精密三位移平臺實現對刀和加工時的精密進給。該裝備的精密進給運動范圍為100×100×10mm，Z向快速運動范圍為0～400mm，進給機構的重復定位精度為1μm；主軸采用伺服電機驅動，調速范圍為0～3000rpm，回轉精度在1μm之內，且可以自動調節(jié)以補償皮帶的熱蠕變。另外，在裝備上設有高精度CCD鏡頭對加工狀態(tài)進行實施檢測。開發(fā)了相應的控制和檢測系統，由運

3、動控制卡和直線位移滑臺結合實現快速運動，由運動控制卡和PI三位移平臺結合實現精密進給運動，實現XYZ方向單獨運動和兩軸聯動，用以進行微細電解加工；在人機交互界面上實時觀測加工參數并可以進行設置；加工狀態(tài)監(jiān)測系統由霍爾電流傳感器、A/D轉換模塊和數據采集卡構成，當檢測電路檢測到極間間隙加工異常時，反饋給工控機和運動機構進行回退。結合微細電解加工的特點，在裝備上進行了相應的微細電解加工實驗。分別對不同的加工電壓、電解液、電解液濃度、占空比和

4、電極形狀等進行了試驗和比較，經過分析研究，得出了以上各加工參數對微細電解加工效果的影響規(guī)律。另外，本文還以該裝備為基礎，結合有限元分析軟件，分析在加工狀態(tài)下工具電極周圍的電場分布趨勢，為用電解加工方法加工微細電極提供分析依據，并用微細電解加工方法在螺旋電極的基礎上加工出了微細螺旋電極。應用微細圓柱電極和加工出的微細螺旋電極分別進行微細孔的加工實驗，分別加工出不同的微結構，進一步通過對比驗證了不同加工因素對加工效果的影響和機床的精度及穩(wěn)定