电解放电复合加工技术现状与展望

电解放电复合加工是实现电加工技术创新和突破的重要途径,可通过耦合放电与电解能场,利用其时/空协同效应实现在可加工性、加工精度及表面质量等方面的提升,故在介绍电解放电复合加工技术概念和原理分类的基础上,着重概述该领域近十年来的关键性研究进展和新技术创新,对除电火花-电解组合加工和电弧复合加工之外的各类电解放电复合加工技术的未来发展方向进行了展望,指出该技术的规模化工程应用仍需在性能突破、精确建模、加工过程智能控制、复合加工装备等方面取得突破性进展。

激光雕刻复合化学腐蚀技术在模具纹理加工应用的研究

近年来,随着光电子科技水平的快速发展,激光五轴设备的开发成功,激光雕刻技术还被应用到汽车模具的纹理加工中来。本文介绍了激光雕刻工作原理,并基于激光雕刻纹理技术、模具化学腐蚀纹理技术的特点,介绍了激光雕刻复合化学腐蚀技术在汽车纹理中的应用,希望对汽车纹理设计师有所启发。

化学铣切保护涂料激光烧蚀刻型线密封剂研究

对应用于航空、航天铝合金化学铣切特种加工工艺的激光烧蚀刻型线临时密封剂材料的制备、性能以及在化学铣切加工中的应用进行了研究,通过实验确定了适宜的线密封剂材料配比,对制备的线密封剂材料耐化学腐蚀、物理力学性能、化铣工艺性能进行了测试。

超声振动辅助机械铣削复合电化学放电加工

传统机械加工易造成石英玻璃等绝缘硬脆材料表面微裂纹损伤和侧壁崩碎过切的现象。电化学放电加工可实现石英玻璃的无损伤加工且加工精度可达到微米级,但难以解决无损伤加工精度和加工效率之间的矛盾。以表面无损伤高效率加工石英玻璃为目标,提出了超声振动辅助机械铣削复合电化学放电加工的新方法,分析了该方法的作用机制;采用高速气动主轴实现了高转速下的脉冲电传导,解决了传统主轴的高速旋转电刷扰动和脉冲电信号导入两方面技术难题。基于高速摄像机研究了在该方法条件下的微观瞬时电解生成气泡/气膜过程,并结合基础实验得到工艺规律,还通过窄槽结构加工验证该方法可有效改善石英玻璃的无损伤加工效率。

钛合金基体化铣保护胶层激光刻型工艺参数研究

为获得满足刻透化铣胶膜但不伤及钛合金基体的激光刻型工艺参数和一般规律,以AC850激光刻型胶为涂覆层材料,通过设计析因实验研究了工艺参数中激光功率、刻型速度、激光频率等刻蚀深度的影响;结合材料的烧蚀阈值,选取不同激光刻型工艺参数、氩气保护条件与自然条件下进行刻型实验,利用显微镜检测每条刻线刻型质量和影响规律。结果表明,激光刻型功率、刻型速度、激光频率对刻型质量都会产生一定影响,主要取决于激光能量密度决定(0.424~1.67 J/cm^(2));在激光功率6 W和刻型速度800 mm/s(即能量密度0.4244 J/cm^(2))条件下,激光刻线的上下边沿都保持良好的刻线边缘质量。激光平均功率与刻型深度存在线性正相关关系、激光刻型速度与刻型深度存在线性负相关、激光频率受到激光功率影响对刻型存在一定影响,相同进给速度和激光平均功率的参数下,激光的脉冲频率对刻线的质量有较大影响;激光刻型中氩气保护对激光刻型质量无明显的影响。

铝合金化学铣切激光刻型工艺参数研究

在铝合金化学铣切工艺中,传统手工刻型一致性差、精度低,已严重影响部分型号产品的化铣质量,急需采用激光刻型进行替代。本文采用正交实验方法,研究了激光刻型的激光功率、刻型速度、胶层厚度等对刻型效果的影响,得出最佳工艺参数为胶层厚度0.4～0.5 mm,激光功率80 W,刻型速度30 mm/s。

铝合金表面化铣保护胶层激光刻型的可行性分析

研究了激光功率(80～140 W)对有化铣保护胶层的2219、LD10和LF6铝合金基材的力学性能和刻型质量的影响。结果表明,激光刻型不会对上述几种铝合金基材的力学性能和表面结构造成影响。经过激光刻型后,化铣保护胶层被一次刻透,表面无烧焦、划痕等质量缺陷。

电火花放电辅助化学加工间隙实验研究

面向航空发动机涡轮叶片热障涂层Zr O2陶瓷绝缘材料的加工,开展了不同加工间隙对加工稳定性及效率影响的实验研究。采用CCD图像在线观测微观接触的对准电极方法,实现了加工间隙测量给定精度可控±1μm,进而在特定工艺参数下实验研究了加工间隙的评价和优化,利用工件表面离子溅射镀膜和Matlab图像处理技术实现蚀除量分析,得出了稳定加工时材料最大蚀除量的最佳加工间隙范围,为电火花放电辅助化学加工工艺优化提供了依据。

铝合金化铣保护胶激光刻型热应力耦合分析

激光刻型过程中,保护胶与铝合金因热物理性能参数不同会导致界面裂纹、保护胶脱落等现象。为了解决这些问题,基于热应力耦合分析法,建立了2维多层材料有限元模型,将脉冲激光以高斯热流密度载荷的形式加载在保护胶表面,通过计算求解得到铝合金基体的应力分布云图以及在热应力作用下保护胶切口形貌随激光加工参数的演变规律,对比分析了激光功率、扫描速率、重复频率等加工参数对温度场、应力场、刻蚀形貌与应力位移的影响。结果表明,功率60 W、扫描速率10 m/min、重复频率100 kHz时,对温度场、应力场、刻蚀形貌与应力位移的影响最小。该研究对于激光刻型在化学铣切中的实际应用具有参考价值,为激光刻型的工艺优化提供了方向。

钛酸酯偶联剂在化铣保护可剥涂料中的应用

通过在化铣保护可剥涂料中引入钛酸酯偶联剂,在解决化铣保护可剥涂料沉降分层问题的同时,考察其对化铣保护可剥涂料各性能的影响。结果表明:引入钛酸酯偶联剂后,在不影响化铣保护可剥涂料本身使用性能的基础上,可以解决涂料在贮存过程中的沉降分层问题。

环保型水基化铣可剥胶与溶剂型产品在航天铝合金材料化铣加工中的性能对比研究

对YXR-H01型无毒胶乳化铣可剥胶与4种溶剂型产品,在化铣深度超过15 mm的航天用铝合金材料上的使用性能进行了试验。主要对5种化铣可剥胶在化铣加工中的耐碱性、刻型性、腐蚀比等进行了对比测试。试验证明:YXR-H01型无毒胶乳化铣可剥胶在20 h煮碱、800 min化铣加工中,无漏蚀、透蚀、掀胶现象,腐蚀比为0.98,化铣性能优于溶剂型产品,并具有无毒环保特点。

铝合金化铣保护胶激光刻型形貌仿真研究

为了揭示铝合金化铣保护胶激光刻型工艺规律,针对铝合金化铣保护胶脉冲激光刻型展开计算仿真研究,借助于有限元仿真软件传热学分析直观地展示了化铣保护胶在激光辐照作用下的温度场分布及变化过程,通过设置模型动网格动态地显示整个刻型过程中化铣保护胶的形貌演变规律。分析了激光光斑重叠率不足以及保护胶厚度不均对刻型质量的影响,得到了刻型形貌及尺寸随激光功率、重复频率、入射角度以及扫描速度的演变规律。为实现铝合金化铣保护胶脉冲激光刻型的大面积、高效、精准加工提供基础理论支持。

化铣激光刻型加工关键参数应用浅析

通过采用激光刻型技术在典型样件进行刻型及化铣加工,阐述激光刻型技术应用中关键参数激光刻型速率及激光强度参数的控制方法,实现既要刻透化铣保护胶又不损伤材料基体;解决激光束烧蚀对化铣保护胶及化铣工艺的参数影响问题,满足激光刻型后化铣尺寸精度控制要求。

强溶剂型肟类防结皮剂在溶剂型浸涂化铣保护可剥涂料中的应用

主要讨论了不同用量的强溶剂型肟类防结皮剂对溶剂型浸涂化铣保护可剥涂料表面结皮状态的影响,并对溶剂型浸涂化铣保护可剥涂料在3 mm铝板上浸涂后的刻型以及化铣的结果进行了分析。结果表明:溶剂型浸涂化铣保护可剥涂料在加入0.6%~0.7%强溶剂型肟类防结皮剂后,对涂料表面延迟结皮效果最好,且对涂料干性、刻型和化铣几乎没有影响。

图像灰度和相位信息耦合的化铣胶膜刻型三维测量方法

航空航天等薄壁类金属结构件化铣过程中需进行多次刻型以生成凸台、筋条等结构。对其加工图案进行三维测量,不仅可检验加工精度,还可为轨迹规划、刻型工艺等参数优化提供基础数据,是保证化铣零件制造质量的关键技术。现有检测方法主要有人工模板比对、被动双目重建、三维点云分析等,可实现轮廓尺寸等基础参数检测,但在测量精度与完整性上仍存在较大问题。针对此,在结构光与被动双目三维测量的基础上,提出了一种耦合灰度-相位变化信息的化铣胶膜刻型三维测量方法。首先,分析刻型图案邻近区域灰度-相位变化特征,构建对应数学模型;然后,在此基础上,提出耦合左右相机灰度-相位信息的snake模型(Gray-Phase snake, GP snake),实现刻型图案中心线的高精度提取,克服灰度变化不均匀、左右相机视角不一致等因素导致中心线提取不精准的难题;最后,基于相位信息实现轮廓三维重建,解决传统方法上下边缘处重建不完整的问题,保证刻型图案测量的精度与稳定性。实验结果表明,所提方法可以实现化铣胶膜刻型图案中心线的完整三维重建,精度达0.036 mm。