纳秒级脉冲电流电解加工定域性的试验研究.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具》2006年第2期纳秒级脉冲电流电解加工定域性的试验研究谢晓芬，朱荻，曲宁松，张朝阳（南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）摘要：利用纳秒级脉冲电源、毫微秒级脉冲电源和直流电源，进行了电解加工试验。并对不同电源加工出的微小孔进行了分析、比较，研究了影响电解加工定域性的工艺因素。结果表明：采用纳秒级脉冲电源能显著提高电解加工的定域性，优化纳秒级脉冲电源脉冲宽度和加工电压可进一步提高加工定域性。关键词：微细电解加工；纳秒级脉冲；定域性中图分类号：TG662Localizationofelectroch

2、emicalmicromachiningWithnanosecondpulsedurationXieXiaofen，ZhuDi，uNingsong，ZhangZhaoyang（NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China）Abstract：Nickeliselectrochemicalmicromachiningedusingnanosecondpulsepower，millisecondpulsepoweranddirectcurrentpow

3、er.Theresultsshowthatthelocalizationcouldbesignificantlyen-hancedusingnanosecondpulsepower.Thepulsedurationandvoltagehaveobviouslyaffectedthelo-calizationinECmusingnanosecondpulsepower.withariseinpulsedurationandvoltage，thelocal-izationgraduallyreduced.KeyWords：electr

4、ochemicalmicromachining；nanosecondpulse；localization由于电解加工具有生产率高、表面质量好、工具加工精度得到提高。最近几年，国外对微细电解加无损耗、与材料硬度无关等优点，常用来加工形状复工的定域性方面已做了很多研究，提出了许多相关的新技术，取得了较好的加工效果［3，4］，而在国内，杂、难切削材料的零件，例如叶片、叶轮、机匣、炮管膛线、模具等［1，2］。这方面的研究尚在起步阶段。目前，电解加工已经发展到对毫米、微米级零件本文分别使用纳秒级脉冲电源、毫微秒级脉冲的加工。但是，在电解加工

5、中，有些已加工部位或不电源和直流电源，进行了金属镍的电解微小孔的试需要加工部位也有电流的分布，这就意味着在这些验研究，对其加工的定域性进行了分析、比较，得出部位也可能会出现材料去除，这种现象通常称为杂电解加工中影响定域性的一些因素，对进一步研究散腐蚀。杂散腐蚀对加工精度及加工效果有很大的微细电解加工提供了一些帮助。影响，而在微小零件的加工中，这种影响更为严重。1试验装置与方法定域蚀除和杂散腐蚀在电解加工过程中是相互对立试验在自行研制的微细数控电解加工机床上进的概念，即杂散腐蚀愈严重，定域性愈差，加工精度行，阳极工件采用厚度约为50

6、厚的镍片，阴极降低。因此，目前在微细电解加工的研究中所面临!m工具通过电化学腐蚀而成［5］，为直径25的钨的主要问题是：如何增强定域蚀除能力，最终使!m丝，图1为阴极工具。试验装置示意图如图2所示。收稿日期：2005-10-19为防止电解产物沉淀在加工间隙，使电化学反基金项目：航空自然科学基金资助项目（03-52058）应能正常进行，试验中采用浓度为0.2mol／L的第一作者简介：谢晓芬，女，1979年生，硕士研究生。-Cl电解液。—23—《电加工与模具》2006年第2期设计·研究2试验结果及分析!."直流、毫微秒级脉冲电流、纳秒

7、级脉冲电流电解的定域性比较在相同的电解加工条件下，设定电压为2.5V，初始加工间隙为5，进给距离为50，进给速!m!m度为5／min，分别使用直流电源、毫微秒级脉冲!m图l阴极工具电极（60>）电源及纳秒级脉冲电源，电解加工出一系列直径大小不一的孔，如图3所示。用直流电源、低频脉冲电源及纳秒脉冲电源电解加工出的圆孔的试验数据值如表l所示。表"圆孔数据值（工具电极直径!#!$）波形!／ns!／ns圆孔直径／On!m直流——420毫微秒级脉冲l00000500000220l0005000l80纳秒脉冲l0050050l05030根据图

8、3及表l的数据可看出，脉冲电流电解l.工作台2.阳极镍片3.阴极钨丝电极4.主轴加工的孔直径要比直流电解的孔直径小很多，而且5.过滤器6.泵7.电解液随着脉冲频率的增加，孔的直径显著减小，即定域蚀图2试验装置示意图（a）!=50ns，!（b）!=5