超声辅助微细电解加工间隙空化微射流对材料蚀除的影响

摘要

为探究超声辅助微细电解加工(UAEMM)间隙电解液内产生的空化微射流对材料蚀除的影响,建立微射流冲击工件表面流固耦合模型,通过数值仿真研究高速微射流冲击下工件表面微观塑性形变规律以及微变形对电场分布的影响规律,并进行了超声空化实验验证。研究结果表明:微射流冲击工件表面产生若干深度约0.12μm、凸起约0.04μm的空蚀坑;在外加电场下,空蚀坑凸起处的电流密度和蚀除深度较原始工件表面处提高1.2倍;进一步的凹坑成形加工实验结果表明,在超声振幅10μm、加工时间5 s、加工间隙50μm工况下,与微细电解加工相比,UAEMM凹坑蚀除深度从20μm提高到100μm,同时成形凹坑底部粗糙度R_(a)从290 nm降低到40 nm;超声能场下间隙大量空化微射流促进了微细电解加工效率、加工后工件表面质量。