電火花加工微小孔的電化學機械復合光整加工技術(shù)研究.pdf

1、機電系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的微型化已經(jīng)成為機械行業(yè)發(fā)展的一個主流趨勢。微小孔零件作為微機電系統(tǒng)中最基本的零件之一，廣泛應用在航天發(fā)動機、人造血管支架、燃油噴嘴等方面。由于微小孔零件尺寸小、所能承受的載荷低，其表面質(zhì)量的好壞往往決定了微小孔零件的性能，所以對其表面質(zhì)量展開研究具有重要的意義。微細電火花加工是目前微小孔加工中較常使用的方法之一，但其所加工出來的微小孔存在重鑄層、裂紋、毛刺等表面缺陷且表面粗糙度、錐度較大。針對這一問題，本文提出利用電化學

2、機械復合光整加工的方法對電火花加工出的微小孔進行光整，以實現(xiàn)在較高效率的基礎上極大的提高零件的表面質(zhì)量。
　　本文在分析了微小孔組合加工所需工藝條件的基礎上，搭建了集成塊電極電火花磨削、電火花加工和電化學機械復合光整加工于一體的組合加工平臺。并在該加工平臺上進行了電火花與電化學機械復合光整組合加工技術(shù)的基礎實驗研究。包括制備出Φ120μm的微細電極；選擇出合適的電壓、電流、電容、脈寬等電火花加工組合參數(shù)；對比了電火花與組合加工后微

3、小孔的表面質(zhì)量以及選擇出了電化學機械復合光整加工微小孔合適的加工時間為90s左右等。
　　對電化學機械復合光整加工微小孔的間隙流場進行了仿真，分析了在不同電極進給速度以及顆粒質(zhì)量濃度的條件下間隙流場的速度分布、顆粒的濃度分布以及運動軌跡等。在此基礎上研究了加工電壓、脈寬、電極進給速度以及顆粒質(zhì)量濃度對電化學機械復合光整加工微小孔表面質(zhì)量與加工效率的影響并對仿真結(jié)果加以驗證。得到了電化學機械復合光整加工微小孔合理的加工參數(shù)范圍：加工

4、電壓10-20V、脈寬0.5-1.5μs、電極進給速度0.4-1.2mm/s、顆粒質(zhì)量濃度3-9wt％。
　　基于以上的工作基礎，采用中心組合實驗方法對工藝實驗進行規(guī)劃。利用響應曲面法建立了加工電壓、脈寬、電極進給速度、顆粒質(zhì)量濃度與微小孔表面粗糙度間的數(shù)學模型?；谠撃Ｐ筒捎昧Ｗ尤簝?yōu)化算法對加工參數(shù)進行了優(yōu)化，得到了最佳工藝參數(shù)組合與最低表面粗糙度的理論值。通過實驗對優(yōu)化結(jié)果進行驗證，其誤差不超過10%，成功加工出了孔徑為200