电动剃须刀网罩网眼电解加工工艺研究

【摘要】电解加工是利用金属工件在电解液中发生阳极以“离子”状态发生溶解,而达到去除材料,将零件加工成型的加工方法。对材料的去除过程是以“离子”形式进行,属于非接触加工,具有加工材料适用性广,无宏观作应力,阴极电极无损耗等优点,这种微加工方式使电解加工在微织构加工,微细制造等领域具有很大的发展前景。因此设计符合EMM(微细电解加工)加工需求的平台,研究和掌握EMM的关键技术,深入了解相关参数对微结构成型的影响,具有重要的现实意义。本文针对传统电铸,蚀刻,冲压等工艺加工电动剃须刀网罩网眼时造成刃角过大,加工精度差,需进行二次加工,造成加工周期长,成本大等问题。根据电解加工原理,考虑在影响微细电解加工各因素的基础上,提出改进的电解加工剃须刀网罩网眼的方案。传统电解加工中,网眼窄缝侧壁会因为电场的存在对已加工部位发生持续蚀除作用,造成刃角变大,加工精度变差的现象。在本文提出的电解加工改进工艺中,采用侧壁绝缘的工具电极片是其关键工艺技术之一。电极片的侧壁绝缘处理,有助于将电场约束在较小加工区域,有效的减小持续性电解反应,抑制杂散腐蚀,能显著提高电解加工的精度,形成较小的刃角,达到电动剃须刀网罩网眼的参数要求,根据微细电解加工的工艺特点,搭建了龙门-C型三轴电解加工机床,平台采用防腐蚀性能好的大理石材料制作；平台上设计有水平基座,可以在水平面X、Y方向进行位置调节,为保证竖直方向的运动精度,采用精密直线位移滑台和工控机对伺服电机进行驱动,可以实现工具电极的对刀和加工时的精密进给。该平台精密进给导轨在Z轴竖直方向最大行程为50mm,Z轴方向的重复定位精度为1μm。加工过程中霍尔电流传感器对加工过程进行检测,避免短路的发生。通过高精度CCD镜头对加工状态进行实时监测。在电解加工中采用占空比连续可调的SmartWaveSW型号脉冲电源进行加工,该型号电源的电压范围0-312V,电流0-13A,频率为0-5k。结合微细电解加工的特点,首先利用有限元分析软件对工具电极绝缘前后的加工效果进行仿真比较,验证绝缘方案的可行性；分别对不同加工电压、脉宽,占空比,电解液浓度,电极运动速率参数条件下进行了试验和比较,经过分析研究,得出各加工参数对电解加工网眼刃角的影响规律,从中探索出提高网眼加工精度的参数条件,并通过正交性实验获得刃角最小的电解加工方案,进一步提高该工艺的加工效果的稳定性和精度。
【作者】宋卿；
【导师】于兆勤；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】微细电解；网眼刃角；平台设计；运动控制；试验研究；

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