電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生陽(yáng)極溶解的原理將工件加工成形的一種特種加工方法,具有加工范圍廣、生產(chǎn)率高、表面質(zhì)量好、工具陰極無(wú)損耗等顯著優(yōu)點(diǎn),尤其適合于難加工材料和復(fù)雜形狀零件的加工。
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在經(jīng)歷大約20年的低潮后,從20世紀(jì)90年代后期起,電解加工又重新煥發(fā)了生機(jī)。其研究機(jī)構(gòu)及人員逐漸壯大,應(yīng)用領(lǐng)域(尤其在航天、航空、兵器領(lǐng)域)進(jìn)一步擴(kuò)展,研究成果及論著數(shù)量激增,工藝技術(shù)水平、設(shè)備性能及產(chǎn)業(yè)發(fā)展均達(dá)到了一個(gè)新的高度。
(FgX9SV]p9 /nX_Q?mo 工藝技術(shù)研究
:7dc;WdM T*8K.yw2 相對(duì)傳統(tǒng)加工和其他優(yōu)勢(shì)特種加工技術(shù)而言,電解加工的基礎(chǔ)理論較為薄弱,工藝技術(shù)尚未成熟。正因如此,其有待研究、開發(fā)的空間也更為廣闊。近期,電解加工工藝技術(shù)研究涉及的方向主要集中在微秒級(jí)脈沖電流加工、微細(xì)加工、數(shù)控展成加工、加工間隙的檢測(cè)與控制及磁場(chǎng)對(duì)電解加工的影響等重點(diǎn)領(lǐng)域。
y+{)4ptg$< HNj;_S 1 微秒級(jí)脈沖電流加工
Q&?0 ^;r m@w469&<(q 自20世紀(jì)70年代初起,前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本、法國(guó)、波蘭、瑞士、德國(guó)等-國(guó)家相繼開始了對(duì)脈沖電流電解加工的研究。在國(guó)內(nèi),多家單位也開展了毫秒級(jí)脈沖電流電解加工的研究并成功用于工業(yè)生產(chǎn)。
qcQq.cS_'N gm!sLZ!X 隨著近代功率
電子技術(shù)的不斷發(fā)展,新型快速功率電子開關(guān)元件如MOSFET、IGBT等出現(xiàn),使得微秒級(jí)脈沖電流電解加工的實(shí)現(xiàn)成為可能。20世紀(jì)90年代以來(lái),微秒級(jí)脈沖電流電解加工基礎(chǔ)工藝研究取得突破性進(jìn)展。研究表明,此項(xiàng)新技術(shù)可以提高集中蝕除能力,并可實(shí)現(xiàn)0.05mm以下的微小間隙加工,從而可以較大幅度地提高加工
精度和表面質(zhì)量,型腔最高重復(fù)精度可達(dá)0.05mm,最低表面粗糙度可達(dá)0.40μm[1-2],有望將電解加工提高到精密加工的水平,而且可促進(jìn)加工過(guò)程穩(wěn)定并簡(jiǎn)化工藝,有利于電解加工的擴(kuò)大應(yīng)用。
$MfRw `R.Pz _oe 國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)利用微秒級(jí)脈沖電流開展了
模具型腔及葉片型面加工、型腔拋光、電解刻字、電解磨等工藝可行性試驗(yàn)以及氣門模具生產(chǎn)加工試驗(yàn)。
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A%v /<(-lbq, 2 微精加工
2Yd@V} y*US^HJOZ 微細(xì)加工是當(dāng)前電解加工研究中最熱點(diǎn)的方向。從原理上而言,電化學(xué)加工技術(shù)可分為2類:一類是基于陽(yáng)極溶解原理的減材技術(shù),如電解加工、電解拋光等;另一類是基于陰極沉積原理的增材技術(shù),如電鍍、電鑄、刷鍍等。這2類技術(shù)有一個(gè)共同點(diǎn),即材料的去除或增加過(guò)程都是以離子的形式進(jìn)行的。由于金屬離子的尺寸非常微小(1~10-1nm級(jí)),因此,相對(duì)于其它“微團(tuán)”去除材料方式(如微細(xì)電火花、微細(xì)機(jī)械磨削),這種以“離子”方式去除材料的微去除方式使得電化學(xué)加工技術(shù)在微細(xì)制造領(lǐng)域、以至于納米制造領(lǐng)域存在著極大的研究探索空間。
Ip)u6We>I A^LS^!Jz 從理論上講,只要精細(xì)地控制電流密度和電化學(xué)發(fā)生區(qū)域,就能實(shí)現(xiàn)電化學(xué)微細(xì)溶解或電化學(xué)微細(xì)沉積。微細(xì)電鑄技術(shù)是電化學(xué)微細(xì)沉積的典型實(shí)例,它已經(jīng)在微細(xì)制造領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。微細(xì)電鑄是LIGA技術(shù)一個(gè)重要的、不可替代的組成部分,已經(jīng)涉足納米尺寸的微細(xì)制造中,
激光防偽商標(biāo)模版和表面粗糙度樣塊是電鑄的典型應(yīng)用[3]。
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