電火花加工微小孔的電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)電系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的微型化已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。微小孔零件作為微機(jī)電系統(tǒng)中最基本的零件之一，廣泛應(yīng)用在航天發(fā)動(dòng)機(jī)、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(duì)其表面質(zhì)量展開(kāi)研究具有重要的意義。微細(xì)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(lái)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(duì)這一問(wèn)題，本文提出利用電化學(xué)

2、機(jī)械復(fù)合光整加工的方法對(duì)電火花加工出的微小孔進(jìn)行光整，以實(shí)現(xiàn)在較高效率的基礎(chǔ)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(chǔ)上，搭建了集成塊電極電火花磨削、電火花加工和電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工于一體的組合加工平臺(tái)。并在該加工平臺(tái)上進(jìn)行了電火花與電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整組合加工技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。包括制備出Φ120μm的微細(xì)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(duì)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(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔合適的加工時(shí)間為90s左右等。
　　對(duì)電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔的間隙流場(chǎng)進(jìn)行了仿真，分析了在不同電極進(jìn)給速度以及顆粒質(zhì)量濃度的條件下間隙流場(chǎng)的速度分布、顆粒的濃度分布以及運(yùn)動(dòng)軌跡等。在此基礎(chǔ)上研究了加工電壓、脈寬、電極進(jìn)給速度以及顆粒質(zhì)量濃度對(duì)電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔表面質(zhì)量與加工效率的影響并對(duì)仿真結(jié)果加以驗(yàn)證。得到了電化學(xué)機(jī)械復(fù)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(jìn)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(chǔ)，采用中心組合實(shí)驗(yàn)方法對(duì)工藝實(shí)驗(yàn)進(jìn)行規(guī)劃。利用響應(yīng)曲面法建立了加工電壓、脈寬、電極進(jìn)給速度、顆粒質(zhì)量濃度與微小孔表面粗糙度間的數(shù)學(xué)模型。基于該模型采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)加工參數(shù)進(jìn)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(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，其誤差不超過(guò)10%，成功加工出了孔徑為200