阳极振动往复运丝微细电解线切割试验研究

电解加工产物的及时输运是微细电解线切割加工中亟待解决的问题。提出通过线电极往复运动和工件低频振动共同强化加工间隙内传质过程来提高微细电解线切割的切缝质量的方法;构建了线电极往复运丝、工件振动的微细电解线切割试验系统;采用正交试验方法,分析了线电极运丝幅值、运丝频率、工件振动幅值和振动频率4个因素对切缝平均宽度和切缝轮廓均匀性影响的主次和趋势,并筛选出了优化的线电极运丝和工件振动参数;采用优化参数加工出了结构清晰、完整的微梁结构。

微细电解线切割加工的基础研究

基于电化学原理,讨论了纳秒脉冲电流微细电解线切割加工的机理,建立了微细电解线切割加工数学模型;采用电化学腐蚀原理对微米尺度线电极进行在线制作,建立了微细电解线切割加工试验系统,并进行了微细电解线切割加工试验,切割出带90°直角的微结构,其切缝宽度为30μm。

阳极振动辅助微细电解线切割技术

在微细电解线切割加工过程中,工具线电极与工件之间的加工间隙在微米量级,因此,电解加工产物的及时输运是微细电解线切割加工中极为关键的问题。提出在线电极进行轴向往复运动的同时叠加阳极低频微幅振动的方法,促进加工间隙内产物排出,提高加工精度与加工稳定性。探讨加工间隙内电解产物影响微细电解线切割加工精度的机理,研究线电极往复运动条件下阳极振动对加工间隙内产物排出效率的影响。试验结果表明提高阳极的振动频率和振动幅值可以改善微细电解线切割的加工精度和加工稳定性;阳极叠加振动较阳极无振动的切缝更宽、更均匀。采用优化参数加工出宽度4.28μm的微缝、微槽以及方螺旋结构。

微细缝结构电解加工研究

讨论了微细电解线切割加工的机制;针对加工中产生的短路现象,制定了进给运动控制方案;采用电化学腐蚀法在线制备了直径为10μm左右的钨丝线电极;设计了适合微细电解线切割加工特点的冲液系统;针对电解液、加工电压和加工速度等影响微细电解线切割加工精度的因素进行了参数对比试验,通过优化加工参数,在不锈钢(0Cr18Ni9)试件上加工出了小至30μm的微缝以及直径为10μm的探针和90°微直角结构,尺寸均匀,加工稳定性好。

微细电解线切割加工模型分析与试验研究

基于电化学原理,讨论微细电解线切割加工的机理,建立了加工的理论模型,得出微米尺度线电极进给速度的理论上限.通过电解线切割加工试验,分析各种加工参数对加工精度的影响规律,并加工出缝宽为20μm左右的微型桨叶结构.试验结果表明,微细电解线切割加工技术能为特殊性能材料的微细加工提供有效的新途径.

基于线电极原位制作的微细电解线切割加工

微细电解线切割加工是一种微细加工新方法。为了提高加工精度,该方法将微米尺度线电极的制作与后续加工集成在一个工艺系统中完成,进行了基于线电极原位制作的微细电解线切割加工技术的研究。从理论上分析了线电极直径大小对微细电解线切割加工精度的影响,提出了原位制作微米尺度线电极的方法,并制作出直径为5μm的钨丝线电极。通过试验,加工出缝宽为20μm左右的微型桨叶结构和曲率半径在1μm以下的微细尖角结构。试验结果表明:线电极的原位制作技术能提高微细电解线切割的加工精度,工艺兼容性好,能满足微米尺度微细结构的加工要求。

电化学放电线切割电压-电流特性研究

设计并搭建了基于水平走丝方式的电化学放电线切割加工装置,可用于非导电硬脆材料的微细线切割加工,研究了加工过程中的电压电流特性。当电压超过临界值后,电极丝表面会形成不稳定的气层并产生放电现象;随着电压升高,放电状态由火花放电向电弧放电过渡。对石英玻璃的加工实验结果显示,通过增加电压并使放电电压维持在火花区内,能在保证表面质量较好的同时提高加工效率,在电弧区加工可得到更高的材料去除率,但工件表面质量会下降。

针对慢波微结构的电解射流加工电流密度调制研究

为提高电解射流加工的定域性,提出一种将电极丝伸出喷嘴,使其被高速电解液束约束的电极丝前置电解射流加工方法,通过建立电场模型对电解射流加工的电流密度分布进行仿真研究,并经对比实验验证该方法的有效性。结果表明:电极丝前置方法可有效地集中电流密度分布,相比于传统电解射流加工,电极丝前置电解射流加工方法可增大凹坑的深径比,明显提升凹坑内的表面质量,并具有更高的加工效率。

线切割加工模具的工艺要点分析

针对电火花线切割的工艺特征,分析加工过程中电极丝偏移量产生的原因。介绍了线切割数控编程中电极丝中心线实际走丝轨迹的计算原则和方法,提出穿丝孔的确定与切割路线的优化方面的工艺优点。并就线切割加工中模具零件的特殊工艺情况,提出相应的工艺措施,以改善模具的加工精度和制造质量,及提高生产效率。

高速走丝电火花线切割机床电极丝恒张力控制器的研究

本文介绍了新研制的WEDM电极丝恒张力控制器’作为机床附件,配置在高速走丝线切割机床上,用来上丝并使丝张紧。经工艺试验和工厂使用证明,采用本恒张力控制器切割工件,有效地改善了表面质量,提高了加工精度和生产率。

厚镍板的微细电解线切割加工技术研究

采用超短脉冲电流技术进行微细电解线切割加工,脉冲电压是决定所能加工厚度的关键因素之一,提高超短脉冲电压可以在有效抑制杂散腐蚀的同时切割加工厚度比较大的工件。构建了线电级往复运丝的微细电解线切割试验系统;工件为800μm的镍板,线电极为直径10μm的钨丝;采用正交试验研究了脉冲电压、脉冲宽度、脉冲周期和电解液浓度对加工精度的影响;选用实际最优参数在厚800μm的镍板上切割加工出了宽度约为35μm的悬臂梁结构。

微幅往复走丝微细电解线切割试验研究

微细电解线切割是一种新型的微细加工技术,适合高精度金属窄缝、窄槽等微细结构的加工,由于加工间隙内电解产物排出困难,容易影响加工精度。为了提高产物排出效率,提出线电极微幅往复走丝促进加工间隙内电解产物排出的方法,改善了加工稳定性,提高了加工精度和加工效率。建立了间隙内电解产物排出效率对加工精度、加工速度影响的数学模型,分析了线电极走丝速度和走丝幅值对间隙内电解产物排出和电解液更新的影响。通过试验研究了线电极的走丝速度和走丝幅值对加工精度和加工效率的影响规律,采用优化参数在厚度为80μm的钴基弹性合金上进行微槽结构加工,底面粗糙度约为0.45μm,倒角半径小于8μm。结果表明线电极轴向微幅往复走丝可以有效地提高加工质量和加工效率。

微尺度线电极电解加工

微尺度线电极电解是近期出现的一种新加工方法,采用钨丝作为线电极,在加工过程中电极无损耗,通过控制工具电极轨迹可实现微细结构加工。建立了微尺度线电极电解加工模型;通过微尺度线电极叠加微幅振动,促进了加工间隙中电解液更新;针对加工电压、脉冲宽度、脉冲周期和加工速度等影响微尺度线电极电解加工精度的因素进行了参数对比试验,并对加工参数进行了分析和优化。采用电化学腐蚀原理进行微米尺度线电极的在线制作,在线制得直径10μm和2μm的线电极,实现了切缝宽度为20μm以下的复杂微细结构以及切缝宽度为8μm以下的微螺旋结构。