微细电化学加工技术
先进制造—微细电火花加工技术

微机械和微制造的基础——微细电火花加工技术摘要:作为一种实用的微细加工技术,微细电火花加工在加工微细轴、微小孔等小尺度的零件时具有独特的优越性。
本文简略地介绍了微细电火花加工技术的原理,分析了微细电火花加工的特点和优点,研究了微细电火花加工的关键技术,并详细介绍了一种微细电火花加工装置及其应用。
关键词:微细电火花加工原理特点关键技术装置应用0.引言微细加工技术是先进制造技术的重要组成部分,是实现微机械产品的最基本技术,不仅直接影响着尖端技术和国防工业的发展,而且还影响到机械产品的加工精度和加工表面质量,影响产品的国际竞争力。
目前,世界各国都非常重视微细加工技术,将其作为发展先进制造技术中的优先发展内容。
作为微细加工技术的一个重要分支,微细电火花加工技术因其具有设备简单、可控性好、无切削力、适用性强等一系列优点,在微小尺度零件的加工中获得大量应用,受到国内外学者的广泛关注。
1.微细电火花加工的原理及特点1.1微细电火花加工原理电火花加工(Electrical Discharge Machining)是指在绝缘介质中,通过工具电极和工件之间脉冲性火花放电时的电蚀现象对工件材料进行蚀出,以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求的一种加工方法。
微细电火花加工(micro Electro Discharge Machining,简称micro-EDM)的原理与普通电火花加工并无本质区别。
电火花加工中电极材料的蚀除过程是火花放电时的电场力、磁力、热力、流体动力、电化学及胶体化学等综合作用的过程。
当脉冲电压施加到工具与工件电极之间时,极间介质被击穿并形成一个极为细小的放电通道。
放电通道是由数量大体相等的带正电粒子(正离子)和带负电粒子(电子)以及中性粒子(原子或分子)组成的等离子体。
在极间电场作用下,通道中的正离子与电子高速地向阴极和阳极运动并发生剧烈碰撞,从而在放电通道中产生大量的热;同时,阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的高速冲击,动能也转换为热能,在电极放电点表面产生大量的热,整个放电通道形成一个瞬时热源,其温度可达℃以上。
纳秒脉冲微细电化学加工的理论及试验_张朝阳

的加工间隙有关。 工件上的加工区域极间间隙最小, 电解液电阻也最小,记为 R1,决定双电层电容充放 电的时间常数τ1=R1C; 非加工区域离工具阴极较远, 电阻较大,记为 R2 ,时间常数 τ2=R2C 。正是由于 τ1<τ2,造成了加工区和非加工区施加相同的脉冲电 压却产生不同的过电位[6]。 根据电化学极化的 Butler-Volmer 方程,电极上 双电层的过电位 φ 影响电化学反应的电流密度 i ⎛ β nF ⎞ (5) i = i 0 exp ⎜ ϕ ⎜ RgTa ⎟ ⎟ ⎝ ⎠
∗ 航空科学基金(04H52055)和南京航空航天大学博士学位论文创新与创 优基金(BCXJ04-09)资助项目。20060208 收到初稿,20060812 收到修 改稿
前后电极/溶液界面上所发生的物理、化学变化和 电极反应的等效电路,探讨其加工机理。而直流电 解加工和普通脉冲电解加工,都是利用电极过程进 入稳定状态后的电化学反应实现工件材料的去除加 工,常用极化曲线研究,属于稳态加工过程。 本文根据电化学原理建立了纳秒脉冲微细电解 加工的理论模型,分析了影响微细电解加工精度的 工艺因素;并利用所构建的微细电解加工系统,进 行微细电解加工试验,实现了微米级工具电极的制 作和工件微细结构的加工。
i0 ——交换电流密度 β ——电极反应的传递系数 Rg ——气体常数 Ta ——绝对温度 根据法拉第定律:电极界面上发生电化学反应 物质的量 V 与通过的电量和材料的电化学当量成正 比。对于脉冲电解加工,每个脉冲周期 Tp 内的电量 相同。因此电化学去除量为 ton t V = ω Itm = ω m ∫ i (t )Adt = 0 Tp
第 43 卷第 1 期 2007 年 1 月
机 械 工 程 学 报
微细电化学加工的自适应进给控制系统

微细电化学加工的自适应进给控制系统微细加工技术(MPT)是一种高精度、高效的制造技术,应用于制造微小尺寸的零部件、光学元件、机械元件和生物芯片等领域。
微细电化学加工(M-ECM)是MPT中的一种重要技术,它利用电解作用原理,在微小尺寸的加工件和电极之间形成电化学加工电解质,实现小孔、微凸、微凹等微细形貌的加工。
然而,微细电化学加工受到加工过程中放电的不确定性、电解液流动的难以控制、电解质质量对加工精度的影响等问题的制约,导致加工精度难以保证。
因此,开发一种自适应进给控制系统,对于提高M-ECM加工精度具有重要意义。
自适应进给控制系统的基本实现过程为:首先利用图像处理技术,得到微细加工表面的几何信息,并根据几何信息计算出加工深度和加工速度等参数,然后通过对加工过程的监测和控制,实现对加工过程的实时调整,最终实现微细加工件的高精度和高效率加工。
图像处理技术是实现自适应进给控制系统的关键技术之一。
它包括图像采集、图像预处理、图像特征提取、几何信息计算等步骤。
对于微细加工表面的图像采集需要高分辨率的显微镜和摄像机,同时采用合适的图像预处理算法,如灰度变换、边缘检测、滤波等技术,以得到清晰的图像。
图像特征提取技术通常采用局部二值模式(LBP)算法或特征点检测算法等技术,以提取出加工表面的几何信息。
几何信息计算包括加工深度和加工速度的计算。
加工深度的计算通常采用梯度和阈值算法,可以得到微细加工表面的深度信息。
加工速度的计算则需要根据加工深度,以一定的加工速率进行调整。
实时控制是自适应进给控制系统的另一重要技术。
通过控制电解液的流速、温度、成分等参数,可以实现对加工过程中的电化学反应的控制;通过控制电极和加工件的距离,可以实现加工深度的控制;通过控制加工速度,可以实现加工过程的优化。
同时,自适应进给控制系统还可以通过监测加工过程中的电流、电压、电阻等参数,实现对加工过程的实时调整和监测,从而保证加工精度和稳定性。
微制造系统中的微细电火花加工技术

微制造系统中的微细电火花加工技术*Micro EDM Machining Techn olgy in Micro Manu factu rin g System王振龙赵万生(哈尔滨工业大学)摘要:文章系统地研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势,论述了微细电火花加工技术在微三维结构制作及微制造系统中的应用。
关键词:微细电火花加工微制造现代制造技术的发展呈现两大趋势,一是现代制造系统的自动化技术;另一个就是寻求固有制造技术的自身微细加工极限[1]。
微型机械中,特别是其中的敏感器件、控制仪表、动力系统、执行机构等关键器件要使用到大量的微制造技术,如微型机器人、微型工具、微型飞机等。
这些微型机械的需求对现代制造技术提出了新的挑战。
解决这一制造难题的主要途径有两条,一方面是采用微机电系统技术,另一方面是采用微细特种加工技术。
从世界范围的微细加工技术的发展应用而言,欧美等国倾向于硅微结构的制作,即微细电子机械领域;而日本则更注重用传统的加工方法和特种加工方法从宏观尺寸零件的加工向微观尺度的零件加工逼近(如微小齿轮、微小模具、微细轴、孔等)[2,3]。
微机电系统技术是基于半导体平面工艺的一种加工方法,适合于将微传感器、微执行器、信息处理器件集成于一个微小单元。
从工艺角度上看有集成度高、便于大批量生产等优点。
但是这种方法难以加工出真三维曲面形状,也难以处理各种性能卓越的金属材料,特别是一些极限作业环境下所要求的高强度、高韧性、高耐磨、耐高温、耐冲击、抗疲劳等性能,一般单一的半导体材料是很难达到的。
因此其应用范围受到了一定限制。
国外目前采取了微机电系统与微细加工并重的策略,以充分发挥各种加工方法的优点。
由于传统的机械加工过程存在着宏观的切削力,因此在加工微小零件,特别是微米尺度零件时,容易产生变形、发热等问题,精度控制较为困难。
另外,表面容易产生应力而影响产品的使用性能。
特种加工方法采用各种物理的、化学的能量及其各种理化效应,直接去除或增加材料以达到加工的目的。
微细电火花加工技术

微细电火花加工技术微细电火花加工技术的简要及背景随着世界范围产品日益的小型化和精密化,作为非接触式精微制造方法之一的微细及小孔电火花加工技术以其超精细和高精度的加工特点倍受学术界和工业界关注,目前已经成为微机械制造领域的重要组成部分之一,在制造业中得以广泛应用。
电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用,蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工。
主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件;加工各种硬、脆材料,如硬质合金和淬火钢等;加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等;加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
20世纪50年代初期,我国开始研究和试制电火花镀敷设备,即把硬质合金用电火花工艺镀敷在高速钢金属切削刀具和冷冲模刃口上,提高金属切削刀具和模具的使用寿命。
同时我国还成功研制了电火花穿孔机,并广泛应用于柴油机喷嘴小孔的加工。
60年代初,上海科学院电工研究所成功研制了我国第一台靠模仿形电火花线切割机床。
随后又出现了具有我国特色的冷冲模工艺,即直接采用凸模打凹模的方法,使凸凹模配合的均匀性得到了保证,大大简化了工艺过程。
60年代末,上海电表厂张维良工程师在阳极切割的基础上发明了我国独有的高速走丝线切割机床。
上海复旦大学研制出电火花线切割数控系统。
70年代随着电火花工艺装备的不断进步,电火花型腔模具成型加工工艺已经成熟。
线切割工艺也从加工小型冷冲模发展到可以加工中型和较大型模具。
切割厚度不断增加,加工精度也不断提高。
80年代以来计算机技术飞速发展,电火花加工也引进了数控技术和电脑编程技术,数控系统的普及,使人们从繁重、琐碎的编程工作中解放出来,极大的提高了效率。
目前计算机技术广泛应用于工业领域,电火花加工实现了数控化和无人化。
美国、日本的一些电火花加工设备生产公司依靠其精密机械制造的雄厚实力,通过两轴、三轴和多轴数控系统、自动工具交换系统及采用多方向伺服的平动、摇动方案,解决了电火花加工技术中一系列实质性的问题。
电化学加工技术在微细零件制造中的应用研究

电化学加工技术在微细零件制造中的应用研究随着科技的不断进步和发展,微细零件制造成为高精度制造领域的重要技术之一。
其中,电化学加工技术作为一种高效、精密的加工方法,被广泛应用于微细零件制造中,取得了显著的成果。
本文将就电化学加工技术在微细零件制造中的应用做一探讨。
电化学加工技术是利用电解液中的金属离子在工件表面发生可控的电化学反应,实现工件材料的去除或增加。
这种技术与传统的机械加工方式相比,具有更高的加工精度和表面质量,能够制造出更加复杂的微细零件。
例如,在航空航天、医疗器械、电子设备等领域,微细零件的制造需要极高的精度和表面质量,而电化学加工技术能够满足这些要求。
首先,电化学加工技术在微细零件的制造中起到了重要的作用。
以微型齿轮为例,齿廓的精度和表面质量直接影响到齿轮的传动效率和使用寿命。
传统的机械加工方式在加工微细齿轮时存在齿轮齿廓形状控制困难、齿面加工质量差等问题。
而电化学加工技术通过控制电解条件和工艺参数,可以实现对齿轮齿廓形状和表面质量的精确控制。
此外,电化学加工技术还可用于制造微细孔等微细结构,具有很高的加工精度和表面质量。
其次,电化学加工技术在微细零件制造中还具有一定的应用潜力。
虽然电化学加工技术已经在一些领域得到了成功应用,但在一些新兴领域,如微电子器件、光学元件制造等方面,仍然存在一些挑战。
例如,微电子器件的制造要求零件尺寸更小、表面更加光滑,而传统的电化学加工技术在实现这些要求上还存在一些限制。
因此,针对这些新兴领域的需求,需要进一步改进和创新电化学加工技术。
此外,电化学加工技术在微细零件制造中还需要与其他制造技术相结合。
微细零件的制造过程往往需要多个加工步骤的协同作用。
例如,在微型电池的制造中,需要先通过电化学加工技术制造出电极片,然后将其与其他组件进行组装。
因此,电化学加工技术与其他加工技术的协同应用能够实现更加高效和精密的微细零件制造。
综上所述,电化学加工技术在微细零件制造中的应用研究具有重要意义。
微细电化学加工技术

微细电化学加工技术现状与进展摘要:微细电电化学加工是微细加工领域的一个重要研究方向,电化学加工是利用电化学阳极溶解的原理将零件加工成型,具有工具无损耗、加工表面质量好、与零件材料硬度无关、加工后工件无应力和变形等优点,近年来随着电解加工理论的进一步成熟,微细电解加工以其独特的优势有望成为微细加工领域的又一主流技术[1]。
微细电化学在未来的微纳加工中必将大有作为。
本文介绍了国内外微细电化学加工技术、微细电化学加工电源及检测技术的研究现状[2]。
结合国内外微细电化学加工技术的最新进展,系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点[3]。
关键词:电化学;电化学加工;微细电化学加工;脉冲电源。
电化学电化学是一项古老的技术,是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。
到20 世纪50 年代中期,苏联、美国和我国才相继开始了电解加工工艺的试验研究,电解加工也逐渐得到了发展。
随着科学技术的不断发展和深入,电化学的研究领域不断拓宽和扩展,在电化学基础上开拓的电化学加工技术,支撑了电铸、电镀、电解冶炼和电解合成、电解加工、材料腐蚀的控制等重要的产业部门,已迅速地发展成为具有重大工业意义的一项技术。
电化学加工电化学加工技术主要是利用金属材料发生氧化还原的电化学过程来实现去除材料和增加材料的目的。
电化学加工技术自问世以来,以其新颖的加工原理而得到了极为广泛的应用,已成为当前机械加工领域中不可缺少的加工方法。
电化学加工技术是一种特种加工技术,目前在微细加工中已占有重要的位置。
由于加工过程是以离子单位方式进行的,所以在微细加工中占有重要的位置。
随着现代电力电子技术的发展,针对电化学加工对精度和表面质量的要求,逐渐采用脉冲电源替代直流电源,而且脉冲电源的频率也在不断提高。
另外,计算机控制技术的发展,使采用简单形状电极加工复杂结构的工件成为可能,使电化学加工技术有了广阔的应用前景[4]。
电化学加工是一种基于在溶液中通电,使离子从一个电极移向另一个电极,从而将材料去除或沉积的方法,因此。
微细电化学加工纳秒脉冲电源的研制

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p tr o he ee to h m ia ir -ma h n n y tm . Th y tm e t n ia e t a a a ee s s c s u e ft l cr c e c lm c o c i i g s se e s se t ssi d c t h tp rm t r u h a
相 较 于其他 微 细加 工 方 法 , 细 电化 学 加 工 具 有 微
非 接触 、 削 力 、 热 熔 除等 特 点 , 无切 无 已经 在 某 些 特 殊
的微 细 加 工 场 合 获 得 较 好 效 果 。利 用 这 种 工 艺 ,
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滤 波 , 成 直 流 电 压 。。 电 路 存 在 外 部 干 扰 时 , 形 : 若
南京 航 空航 天 大 学 胡 、 海 交 通 大 学 等机 构 先 后 J上
制作 了微米 量级 的微 孔 、 、 与 其他 微细 结构 。 槽 坑
电源及 其 品 质 是 微 细 电 化 学 加 工 的 关 键 影 响 因
数, 产生高频脉冲控制信号。结构如图 4 主要由单片 ,
机及外 围电路 、 P D及 控 制逻 辑 、 线 驱 动及 极 问脉 CL 总
冲采样 与转 换 电路构 成 。
图 2 脉 冲 电源 的主 电路
图 中的 删
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微细电化学加工技术现状与进展摘要:微细电电化学加工是微细加工领域的一个重要研究方向,电化学加工是利用电化学阳极溶解的原理将零件加工成型,具有工具无损耗、加工表面质量好、与零件材料硬度无关、加工后工件无应力和变形等优点,近年来随着电解加工理论的进一步成熟,微细电解加工以其独特的优势有望成为微细加工领域的又一主流技术[1]。
微细电化学在未来的微纳加工中必将大有作为。
本文介绍了国内外微细电化学加工技术、微细电化学加工电源及检测技术的研究现状[2]。
结合国内外微细电化学加工技术的最新进展,系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点[3]。
关键词:电化学;电化学加工;微细电化学加工;脉冲电源。
电化学电化学是一项古老的技术,是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。
到20 世纪50 年代中期,苏联、美国和我国才相继开始了电解加工工艺的试验研究,电解加工也逐渐得到了发展。
随着科学技术的不断发展和深入,电化学的研究领域不断拓宽和扩展,在电化学基础上开拓的电化学加工技术,支撑了电铸、电镀、电解冶炼和电解合成、电解加工、材料腐蚀的控制等重要的产业部门,已迅速地发展成为具有重大工业意义的一项技术。
电化学加工电化学加工技术主要是利用金属材料发生氧化还原的电化学过程来实现去除材料和增加材料的目的。
电化学加工技术自问世以来,以其新颖的加工原理而得到了极为广泛的应用,已成为当前机械加工领域中不可缺少的加工方法。
电化学加工技术是一种特种加工技术,目前在微细加工中已占有重要的位置。
由于加工过程是以离子单位方式进行的,所以在微细加工中占有重要的位置。
随着现代电力电子技术的发展,针对电化学加工对精度和表面质量的要求,逐渐采用脉冲电源替代直流电源,而且脉冲电源的频率也在不断提高。
另外,计算机控制技术的发展,使采用简单形状电极加工复杂结构的工件成为可能,使电化学加工技术有了广阔的应用前景[4]。
电化学加工是一种基于在溶液中通电,使离子从一个电极移向另一个电极,从而将材料去除或沉积的方法,因此。
它应是未来微、纳米级加工摄重要的方法之一。
现在电化学加工已在许多微型机械方面得到应用,如制造微型传感器、微型齿轮泵、微型电机、电极探针、微型喷嘴等都离不开微细电化学加工工艺。
采用电化学加工的微细结构表面光滑、无内应力、无裂纹等缺陷,比电火花加工和激光加工的工艺效果更好。
[2]。
从工艺上划分,电化学加工分为:阳极溶解:电解加工,电解抛光,电解复合加工(电解机械复合加工,电解电火花复合加工,电解超声复合加工,电解激光复合加工);阴极沉积:电镀,局部涂镀,复合电镀,电铸[4]。
电加工技术主要包括电火花加工技术和电化学加工技术,经过半个多世纪的发展,已经成为现代制造技术领域不可或缺的一个重要组成部分,并在难切削材料加工领域以及各种复杂型面的加工领域发挥着不可替代的作用[1]。
上个世纪中叶发展起来的电火花线切割加工工艺就是电火花加工技术的创新性应用成果之一,利用线切割加工工艺使电火花穿孔加工避免了需要制作复杂形状电极的麻烦,使电火花的加工效率得到大幅度的提高[2]。
进入上个世纪末期,由于电子技术以及计算机技术的飞速发展,各种新兴技术在电加工技术领域的应用也进一步的促进了电火花加工技术的迅速发展。
同时,人们也不断突破电加工技术的各种传统禁区,并进行各种大胆的新尝试,使电加工技术进入了新一轮的创新发展阶段。
这些创新是多方面的,包括脉冲电源、工具电极、加工介质、加工对象以及电极驱动机构等诸多方面[5]。
从直流电化学加工发展到脉冲电流电化学加工,进而发展到高频窄脉冲电化学加工,到现在的超短脉冲电化学加工,可以说电化学加工随着电力电子元器件的发展而不断向前发展;加工精度也从普通加工发展到精密超精密加工,电化学加工也随之发展到微细加工领域。
尤其是近几年电化学加工的深入研究,促使应用领域不断扩展。
又出现了用电解方法加工玻璃、陶瓷等非金属材料,还有将去离子水进行离子化处理后作为电解液进行电解加工,从而实现环保绿色加工,所有这些都为电化学加工的发展增加了活力。
但是电化学加工的精度及稳定性始终是化学加工能否进一步发展的关键所在。
为此,众多科学研究人员在这些方面进行了不懈的努力。
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学反应原理而对金属材料进行成型加工的一种工艺方法。
在加工过程中,当工具阴极向工件不断进给时,工件材料就按工具阴极型面的形状不断地被溶解,电解产物被流动的电解液带走,最终在工件上形成与工具阴极形状近似而相反的型面。
近年来发展起来的电解加工非导电材料的工艺方法,更进一步扩宽了电解加工的应用范围。
微细电化学加工微细电化学加工是指在微细加工范围内(1μm~1mm),应用电化学加工得到高精度、微小尺寸零件的加工方法。
是微细加工领域的一个重要研究方向,作为一种无宏观切削力、无刀具损耗的微细加工方法,微细电化学加工技术已经得到了世界上越来越多国家的重视。
微细电化学加工电源及检测技术是微细电化学加工系统的关键技术之一,其性能好坏直接关系到微细电化学加工工艺指标的优劣,因而对其关键技术进行研究具有重要的意义[6]。
当今世界各国都十分关注微细电化学加工的研究,目前我国在微细电解加工方面的研究处于起步阶段,如何利用电解“离子”级的蚀除机理,挖掘电解加工的微细加工能力,向精密、微细加工进军是一个需要迫切解决的重要问题。
研究和掌握微细电解加工的关键技术,研制开发微细电解加工系统,深入研究微细电解加工工艺,具有重要意义[5]。
微细电加工技术因其非接触加工、材料适应性广、没有宏观作用力等优点,在微小零件的加工中具有独特的优势。
微细电火花加工、微细电火花线切割加工、微细电解加工以及超声复合微细加工技术等的研究均已取得大量的研究成果,但其对微细阵列轴、孔的加工研究则处于起步阶段,尤其是各种加工方法之间缺乏有效的组合与集成。
因此适时开展针对微细阵列结构的组合电加工技术研究,充分发挥各自的技术优势,形成高效快捷、可操作性强的微细阵列电极阵列孔的组合加工技术具有十分重要的理论与现实意义。
电解加工从原理上来说是离子去除,因此可达到微细加工的目的。
在加工过程中只要控制电流的大小和电流通过的时间,就可以控制工件的去除量和去除速度。
又由于电解过程中没有宏观作用力产生,亦具备实现微细电解加工的基本条件。
在许多场合,微细电解加工有着独特的优势:①加工效率高,加工速度仅与阳极金属的原子量、原子价、通过的加工电流及电流通过的时间有关,容易对材料的去除进行控制。
无需考虑金属的强度、硬度等机械特性,适合加工的材料范围广,工件上不产生应力;②在阴极只有氢气产生,在加工过程中工具电极无损耗,其形状不会发生变化,可以保证良好的成形精度;③易与机械加工及其他特种加工方法相结合形成复合加工,如电解磨削、电解抛光、超声电解等。
此外,微细电解加工还具有电解液的浓度低、加工电压低、阴阳极间的间隙小、加工零件尺寸小、加工精度高等特点[7]。
微细电火花加工技术随着科学技术的发展,各种微型机械、微机电系统的不断涌现,出现了大量的带有微小孔和复杂微三维结构型腔的微小零件。
这些结构复杂的微小零件的出现,又给微细加工技术提出了更高的要求。
微细电火花加工具有非接触、低应力、可加工高硬度材料等优点而在微细加工领域中被广泛地采用,已经成为微细加工领域的一个重要发展方向[6]。
电化学加工电源的发展电化学加工技术的发展依赖于其要素的发展,而影响电化学加工发展的最重要的要素则是电源,电化学加工技术和工艺的进步与新型电源的不断出现密切相关,可以说,电源的发展直接推动着电化学加工的发展而且新的电化学加工方法的提出,都是以电化学加工电源的特点来命名的,如直流电化学加工,其电源输出形式为稳恒直流,脉冲电化学加工电源输出形式为脉冲电流。
从直流电化学加工发展到脉冲电化学加工,不仅改善了电化学加工工艺稳定性,而且提高了加工零件精度和表面质量,使电化学加工进入到精密加工的水平。
例如:日本三菱公司在其FAV系列机上,配置了超高速无电解电源(V500电源)和最新的高速自适应控制系统PM4.如果采用新的高速电极丝,则加工效率可达500 mm2/minDj[9]。
同时,脉冲电源的使用扩大了电化学加工的材质范围,延伸了电化学加工的应用领域。
微能脉冲电源脉冲电源是微细电火花加工和微细电化学加工机床的主要组成部分,其性能直接影响到加工的各项工艺指标,因而一直以来都是微细电加工技术的研究热点[7]。
微细电化学加工电源普遍具有应用范围窄的缺点,尤其是很难实现高频输出,即使达到较高的频率,一般也是以数字电路输出为主,难以实现较大的功率。
另外,有的脉冲电源没有考虑脉冲间隔内快速平衡电极电位。
要使电解加工脉冲电源工程化、产业化,能广泛用于生产实践中,还要在以下几方面进行努力:避免功率开关器件的过压击穿、过流、过热现象,提高电源的抗干扰能力,减小波形失真,提高电源效率和加大电流容量。
随着科学技术的发展,人们对产品性能提出了越来越高的要求,为了进一步提高零件的加工及装配精度,类似于加工中心的精密多功能微细电加工机床受到青睐。
因此适用于这种柔性制造中心的微能脉冲电源也应具有适合多种加工工艺的多功能特性[7-8]。
发展趋势随着科学技术的发展,机械零件向小型化和精密化方向发展,各种微细加工技术被应用到实际生产中。
微细加工技术成为机械加工领域的研究热点,其中微细电化学加工技术作为一种特种加工技术,是微细加工技术的重要组成部分。
微细电化学加工技术是以离子形式去除多余材料,加工过程中作用力和热影响小,适合于微细加工。
微机电系统(MEMS)的发展,带动了微细加工技术的发展。
电化学加工是利用金属材料发生氧化还原的电化学过程来去除材料和增加材料的,由于加工过程是以离子单位方式进行的,所以在微细加工中占有重要的位置。
随着现代电力电子技术的发展,针对电化学加工对精度和表面质量的要求,逐渐采用脉冲电源替代直流电源,而且脉冲电源的频率也在不断提高。
另外,计算机控制技术的发展,使采用简单形状电极加工复杂结构的工件成为可能,使电化学加工技术有了广阔的应用前景。
参考文献:[1]张春林微细电化学加工过程控制系统设计[学位论文]硕士2011[2]李小海,王振龙,赵万生微细电化学加工研究新进展[学术期刊]《电加工与模具》2004年第2期[3]李鑫微细电化学加工电源及检测系统研究[学位论文]硕士2010[4]朱保国脉冲电化学微细加工关键技术研究[学位论文]博士2007[5]李小海微细电解加工系统及其工艺技术研究[学位论文]博士2007[6]曾伟梁微细阵列电极阵列孔的组合电加工关键技术研究[学位论文]2008博士[7]韩守国多功能微细电加工脉冲电源研究[学位论文]硕士2006[8]陈辉微细电化学加工的脉冲电源及加工工艺研究[学位论文]博士2011[9]Kulb D M,Ullmann R Nanofabrication of smal copper clusters On gold(111)eleclrodes by a scanningtunnelingmicro_:ope SCI一1999 ENCE.1997,275。