刘志东,于建元

(南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016)

随着科学技术的迅猛发展,半导体、工程陶瓷等难导电硬脆材料在机械、电子、光学、航空航天、国防及民用工业等诸多领域有着越来越广泛的应用[1]。由于难导电硬脆材料的脆性高、断裂韧性低,导致传统机械加工、激光加工、超声波加工、等离子弧加工等方法的加工成本高、效率低,且难以满足其在加工精度和表面质量方面的要求[2]。

电火花加工主要依靠电能和热能实现加工,可加工任何硬、脆、韧及高熔点的导电材料,而难导电硬脆材料的导电性很差甚至不导电,一般不能直接作为电极对用于电火花加工[3]。电解电火花是利用电解作用生成的气体薄膜将工具电极与电解液隔离,形成高的电位梯度,当达到气体薄膜的击穿电压时便产生火花放电,从而对难导电硬脆材料进行蚀除加工[4]。

本文针对传统电解电火花加工存在的能量损耗大、加工效率低、磨轮成本高、导电喷嘴制作和安装要求高等问题,提出了一种使用开槽金属轮作为一极,另一极为紧贴工件表面的进电金属片的喷雾电化学放电加工难导电硬脆材料的方法。

1 喷雾电化学放电加工试验系统

1.1 改进措施

喷雾电化学放电加工试验系统见图1。在传统电解电火花加工基础上采取如下改进措施:

(1)采用精细雾化喷嘴实现电解液的雾化,从而减少电解液对放电能量的吸收,节省气体薄膜形成所需的电化学能消耗而增大火花放电能量的比例,且雾化液滴受等离子体加热而瞬间气化,可产生类似于爆炸的效果,产生较大冲击力作用到工件表面,从而促进熔融材料的抛除。……