【摘 要】
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微细电解加工技术是一种被加工金属工件在电解液中作为阳极,金属表面以离子形式去除溶解,逐渐被加工成型的精密加工技术。具有加工精度高、工具电极无损耗等优点。然而,微细电解加工技术所采用的高频、窄脉宽电源,成本较高且研发难度大。因此,探索经济、高精度的工艺方法对微细电解加工技术发展具有重要意义。本文提出了基于二次微分反馈的可控电化学微细电解加工技术。在电解加工系统中加入二次微分反馈回路,利用微分回路将普
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微细电解加工技术是一种被加工金属工件在电解液中作为阳极,金属表面以离子形式去除溶解,逐渐被加工成型的精密加工技术。具有加工精度高、工具电极无损耗等优点。然而,微细电解加工技术所采用的高频、窄脉宽电源,成本较高且研发难度大。因此,探索经济、高精度的工艺方法对微细电解加工技术发展具有重要意义。本文提出了基于二次微分反馈的可控电化学微细电解加工技术。在电解加工系统中加入二次微分反馈回路,利用微分回路将普通矩形脉冲信号转化为尖脉冲信号,通过调节反馈回路中可变电阻来获得更趋近于理想脉冲的脉冲信号,从而以较低的成本获得较高加工精度。建立了基于二次微分反馈可控电化学微细电解加工系统的数学模型,分析了电解加工精度的影响因素;通过微孔加工实验研究了反馈系数对微孔加工精度的影响,实现了195nm侧隙的微孔加工精度,证明了理论分析的正确性和该方法的有效性。建立了电解加工仿真模型,对加工电路和加工间隙内电场进行了仿真模拟;优化了输入频率及反馈系数,探究了频率和反馈系数对电解加工结果的影响;通过模拟微孔加工实验,证明了仿真数据与理论分析计算结果具有很好的一致性。优化了微细电极制备工艺,解决了微细电极制备过程中表面粗糙问题和加工机床XY轴进给量不一致问题。完成了微槽、U型悬臂梁、微螺旋梁和微激波器轨道二维复杂零件的加工实验,实现了纳米级的加工精度,最高加工精度达到165nm。进行了方形三维凸台电解加工实验,探究了进给速度、加工电压和铣削层宽度对凸台加工结果的影响。加工得到了形状完整、精度较高的方形三维凸台,加工精度达到1.71μm。
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