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管电极电解铣削微沟槽加工参数和槽宽的相关性研究*

2021-05-29

航空制造技术 2021年9期
关键词:沟槽

(南京航空航天大学机电学院,南京 210016)

管电极电解铣削微沟槽加工工艺是利用阳极电化学溶解原理去除材料,将工件加工成所需形状和尺寸的技术。与机械加工技术相比,该技术具有无材料硬度限制、无明显切削力、表面质量好、无加工硬化等优点。

许多学者通过μm级的管电极实现了对微沟槽的加工。德国切姆尼茨工业大学以内径为100μm的不锈钢管电极在不锈钢表面加工出了宽100μm左右宽的微沟槽[1–2]。日本东京农业大学采用管电极电解铣削技术进行阵列微沟槽的加工,使用浓度为20%的NaNO3的电解液在不锈钢圆柱工件表面加工出表面非常光滑的微沟槽阵列,并探究了电流密度对加工时工件表面粗糙度的影响[3–4]。英国诺丁汉大学用管状工具电极对镍基高温合金进行了微细管电极电解铣削加工[5–9],发现通过改变工具电极端部的结构和形状,可以改变工件表面上的电场分布,从而产生不同轮廓形状的沟槽;在管电极电解铣削过程中,将管电极倾斜一定角度可以加快工件材料的溶解速度,降低加工槽表面的表面粗糙度;此外,还对钛合金材料进行了管电极电解铣削试验,发现电流密度越高,微沟槽的表面质量越好。

以上研究普遍专注于通过控制变量进行参数试验,探究单一因素对微沟槽加工的影响。然而由于分析方法的局限性,在此基础上总结出的规律在解决实际的工程问题时,仅能够提供模糊的参考和判断。例如,当加工特定槽宽时,由于各加工参数对槽宽的单一影响虽是相互独立的,但各加工参数对槽宽的影响力强弱未知,因此无法确定调整加工参数的优先级、方向和程度,只能通过大量的参数试验来尽可能接近所需的目标值。……

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