电液束加工3J21合金试验研究.pdf

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1、设计·研究《电Jl3：与模具)2014年第2期电液束加工3J21合金试验研究冯玉祥，徐文骥，杨晓龙，黄帅，刘新(大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116024)摘要：以3J21合金为试验对象，采用电液束加工方法，开展了直线凹槽、窄缝的加工试验研究，探索电液束加工微结构的可行性。以凹槽宽度、深度作为评价指标，重点研究了加工电压、加工时间、电解液压力等主要工艺条件对凹槽形貌的影响规律。在优选的工艺条件下。可获得宽度10o一150Ixm、深度50～100m的凹槽及宽度<160m的规整窄缝。关键词：电液

2、束加工；3J21合金；凹槽；微结构中图分类号：TG662文献标识码：A文章编号：1009—279X(2014)02一O033—05ExperimentalResearchonElectrolyteJetMachiningof3J21AlloyFengYuxiang，XuWenji，YangXiaolong，HuangShuai，LiuXin(DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Selecting3J21alloyastheresearc

3、hobject，thispaperdescribestheresearchonthemachiningofmicro-groovesandslotsusingtheelectrolytejet．Thepossibilityofmachiningmicro—structureswasinvestigated．Takingwidthsanddepthsofgroovesasdeterminationindexes，influencesofprocessingvoltage，processingtimeandelect

4、rolyticpressureonmorphologyofgroovesweremainlydiscussed．Grooveswithwidthsbetween100mand150ixmanddepthsbetween50mand100m，andakerfwidthlessthan160mwereobtainedusingtheoptimalprocessingparameters．Keywords：electrolytejetmachining；3J21alloy；grooves；micro-structure

5、s随着现代科技的发展，产品的小型化和精密化构加工技术。具有不受金属工件材料本身力学性能程度越来越高，0．1～1．0mm的微型凹槽、窄缝等微限制、无残余应力和工具损耗等优点；且电液束加结构被广泛应用于航空航天、仪器仪表、医疗器械工可达性好。可实现某些特殊位置的微结构加工【7—81但目前关于电液束加工微型凹槽、窄缝成形规律等领域【l-31。为获得直线度高、表面规整的微型凹槽。和窄缝．国内外学者对多种微结构加工方法的机理的研究还不够系统。本文以3J21合金为试验对象，及成形规律进行了探索，如电火花加工、激光加工、系统研

6、究了加工电压、加工时间、电解液压力等主LIGA技术、电子束加工、超声加工等。这些加工要工艺条件对微型凹槽及窄缝加工质量的影响规方法各具特色，能加工不同的凹槽和窄缝结构，但律，并以凹槽及窄缝的尺寸和表面形貌作为评价指也存在一些问题，如电火花窄槽加工多采用片状电标，优选工艺条件，以期获得较高质量的微型凹槽极，加工时易造成工具不均匀损耗．工件被加工区及窄缝。存在再铸层和热影响区，得到的窄缝精度较低、表1电液束加工原理面质量较差；激光切割加工的设备成本较高，加工电液束加工原理见图1。在喷嘴与工件之问接区也存在再铸层和热影

7、响区。因此，寻找低成本、高高压直流电源，具有一定压力的电解液流过喷嘴后质量、加工过程安全简便的微型凹槽、窄缝的加工带负电，并从喷嘴末端高速射向工件，基于电化学方法很有必要。阳极去除原理实现对工件的加工。同时，电液束在电液束加工作为一种相对简单、低成本的微结高压加工条件下会在加工过程中产生辉光放电现收稿日期：2013一ll一28象，有助于阳极工件的氧化溶解。电液束加工是电第一作者简介：冯玉祥，男，1989年生，硕士研究生。化学、化学及放电等加工机理综合作用的结果[9-OI。一33—《电加工与模具)2014年第2期设

8、计·研究表2试验条件项目数值喷嘴内径m加工电压电解液压力P／MPa扫描速度v／(mm·min)2．0～l2．0加工间隙mm0．3～1．5加工的微型凹槽和窄缝的宽度、深度使用图1电液束加工原理示意图Newview5022型3D表面轮廓仪测量，表面形貌采用电解液束流在冲击工件后，以薄层形态快速地Quanta200环境扫描电子显微镜表征。向外呈放射状流动，在距离射流中心半径r处