微齿轮模具的兆声射流协同辅助掩膜电解加工定域性

在微齿轮模具的掩膜电解加工(TMEMM)中,金属的各向同性刻蚀属性导致了在加工过程中难以避免的侧蚀现象,从而显著降低了加工的定域性和精度。为解决这一问题,提出了一种兆声射流协同辅助掩膜电解加工(MJ-TMEMM)方法。建立了兆声射流协同辅助掩膜电解加工的仿真模型,对加工中的声-电-流多能场进行了仿真分析。仿真结果表明,兆声射流协同辅助方法显著提高了掩膜电解加工的定域性。基于仿真分析进行了兆声射流协同辅助掩膜电解加工微齿轮模具实验。实验结果表明,兆声射流协同辅助掩膜电解加工相较于传统掩膜电解加工,微齿轮模具的加工定域性提高了95%。最终,在仿真和实验研究的基础上,采用优选后的工艺参数制备了齿数16、模数0.15 mm且符合设计要求的微齿轮模具。与传统掩膜电解加工相比,采用兆声射流协同辅助掩膜电解加工方法制作的微齿轮模具齿顶圆刻蚀因子从1.19提高至2.6,齿根圆刻蚀因子从1.36提高至3.74。