微米/亚微米尺度工具电极电解切割加工技术研究

摘要

微细电解切割加工是制造金属微结构和零部件的关键加工方法之一。该方法是一种以尺寸微小的工具作为阴极，根据阳极工件在电解液中发生电化学溶解的原理，对工件进行切割的微细电解加工方法。超短脉冲电源的应用使得微细电解切割的制造精度得到大幅度提高，充分显示了微细电解切割加工技术的制造潜力。微细工具电极是微细电解切割加工中不可或缺的一部分，其尺寸直接影响着微细电解切割的加工精度和最小加工尺寸。电化学刻蚀作为一种微细工具电极制备方式，与现有其他电极制备方法相比在操作难易度、加工表面质量和加工效率等方面具有一定优势。本文进行了电化学刻蚀制备微米/亚微米尺度工具电极的研究，并基于工具电极进行了微细电解切割加工试验，研究成果包括以下三点： （1）提出了阳极往复运动辅助液膜法在线制备线电极新方法，建立了线电极直径预测数学模型，并通过试验验证模型。在线制备出直径约14μm的线电极并成功将其运用于电解切割加工。 （2）研究了电化学刻蚀制备三阶柱状工具电极工艺，制备出了具有多种末端直径的三阶柱状工具电极。基于制备的三阶柱状工具电极，在同一工艺参数下研究了工件厚度对于电解切割加工的影响规律。 （3）研究了阳极往复运动辅助液膜电解刻蚀制备针尖状工具电极工艺，制备出了尖端直径在亚微米级别的针尖状工具电极。基于制备的针尖状工具电极，通过变化脉冲宽度这一加工参数，研究了针尖状工具电极在特定参数下的极限加工能力。采用具有不同直径的针尖状工具电极和三阶柱状工具电极，在同一参数下研究了电极直径对于电解切割加工的影响规律。

目录

第一个书签之前