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《南京航空航天大学》 2007年
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微细群孔电解加工关键技术研究

王磊  
【摘要】: 电解加工(Electrochemical Machining,ECM)是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理,将工件加工成形的。在电解加工过程中,工件阳极金属不断失去电子成为离子而进入到溶液当中,工件材料的减少过程是以离子形式进行的,由于金属离子的尺寸非常微小,因此这种微溶解去除方式使得电解加工在金属微细制造领域有着广泛的应用前景。本文以航空航天、精密仪器、化纤等领域应用较多的meso尺度的金属微细群孔结构作为加工研究对象,分析微细电解加工的特点和工艺规律,研究解决采用电解加工实现微细群孔结构稳定加工的关键问题。 介绍了电化学腐蚀法制备微细圆柱电极的成形机理,研究分析了加工参数和阳极运动方式对微细电极成形的影响规律。并采用恒压、静液加工法,制备出了直径均匀,最小直径为20μm,长度为1500μm的微圆柱电极。 提出了微细圆柱群电极电化学腐蚀加工方法。探讨了微细群电极电化学腐蚀加工成形规律,根据电化学腐蚀加工基本原理,通过有限元分析计算微细群电化学腐蚀加工过程中的电场分布,优化设计阴极形状,使作为电化学腐蚀阳极的群电极毛坯各柱体上的电流密度分布均匀;采用恒压加工和控制电量法分别控制群电极的形状和加工尺寸,建立数学模型,优选加工参数,控制加工过程,开展了电化学腐蚀法制备微细圆柱群电极工艺试验,制备出了直径分布一致、最大长径比达40且具有较好圆度的单排微细圆柱群电极。 针对电解加工和微细群孔结构的特点,在已有微细电解加工机床的基础上,构建了微细群孔电解加工工艺系统,主要包括阴、阳极夹具,电解液循环系统、加工对刀以及加工过程控制部分。 研究了加工电压、电解液浓度和成分、进给速度以及脉冲参数(脉冲宽度和占空比)对群孔加工的影响,结果表明减小加工电压、采用低浓度钝化性电解液、提高进给速度以及采用较小的脉宽和占空比加工,有利于减小电解加工间隙,提高加工的集中蚀除能力。在此研究基础上,提出并采用了分步加工、低浓度非线性电解液脉冲电解结合过进给加工两种方法,有效减小了群孔加工锥度。并通过采用单排微细圆柱群电极逐行加工微孔网板的方法,实现了不锈钢材料微孔网板的稳定电解加工,加工出的群孔具有较好的圆度和一致性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG662

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【引证文献】
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1 时小惠;;有限元法分析微小孔电解过程工件表面电场分布[J];机械制造与自动化;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗红平;纳秒脉宽脉冲电化学微加工机床关键技术研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘改红;微细电解加工用阵列电极的侧壁绝缘研究[D];清华大学;2009年
2 王贺宾;微细电解加工装备研制及其实验研究[D];广东工业大学;2012年
3 于鹏飞;微细电化学加工机床动态分析[D];燕山大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 巴瑞璋 ,张晓兵;激光加工密集群孔技术[J];航空制造技术;2003年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 韩桂海;三维微细电解加工技术研究[D];广东工业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 范植坚,王天诚,冯延军,孙立庭;火炮身管大缠角混合膛线计算机数字控制电解加工技术研究[J];兵工学报;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 徐向兰;;激光加工在微制造技术中的应用[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年
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5 刘金国;曲宁松;李寒松;孙毅;;多孔径微小群孔电解加工工艺研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
6 陈伟;刘壮;谢岩甫;;锥形电极对微小孔电解加工定域性的影响[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
7 孟冬;李寒松;曾永彬;刘勇;;基于ECM-OPEG微细球状电极制备研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
8 谢岩甫;刘壮;陈伟;;倒锥微细电极的制备及应用研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
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10 施文轩;张明岐;;电液束加工技术的新发展[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 秦娜;旋转超声波磨削制孔的切削力建模与试验研究[D];大连理工大学;2011年
2 黄金堂;基于激光干涉技术的微纳结构制造研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 张少梅;LiNbO_3的光波导特性研究和平板光子晶体结构的制备[D];山东大学;2011年
4 卢继霞;介质恒压堵塞型油液固体颗粒污染度检测传感器的研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
5 李玉;头孢类药物在模拟生物溶液中热力学行为研究[D];郑州大学;2011年
6 马捷;无线通信系统中天线的优化与设计[D];西安电子科技大学;2011年
7 曾永彬;屏蔽模板随动式微细电铸技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
8 张华;喷射液束电解—激光复合加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 王延庆;钢表面凹坑纹理的制备及摩擦学性能研究[D];中国矿业大学;2010年
10 罗红平;纳秒脉宽脉冲电化学微加工机床关键技术研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁静;钛合金精密腐蚀加工工艺及机理研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
3 陈里龙;金属电化学快速线切割技术研究[D];浙江理工大学;2010年
4 郝云雷;基于外磁场驱动的微型管道机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 郭猛;圆管形共箱封闭母线的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 段晓杰;纳滤膜的荷电性能及对盐水溶液体系的截留机理研究[D];中国海洋大学;2010年
7 王洪波;非线性防电晕结构的电—热场耦合仿真分析[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 赵昀;大型无隔板镁电解槽电热场仿真与结构优化设计[D];华东理工大学;2011年
9 李文汇;电磁冲击器电磁场仿真与分析[D];昆明理工大学;2009年
10 周雅各;利用毛细管微探针的微结构制备新方法研究[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张朝阳;毛卫平;陈飞;;纳米、亚微米的超窄脉宽微细电化学加工[J];微纳电子技术;2009年11期
2 李淑英,王华,马力,张振邦;微孔阳极氧化铝膜的制备及膜的耐蚀性研究[J];表面技术;2000年04期
3 司磊,王玉霞,刘国军;光学薄膜制备技术[J];长春理工大学学报;2004年02期
4 吴双成;;对化学转化膜的新看法[J];电镀与环保;2007年02期
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6 王建业;电解加工技术的新发展——高频窄脉冲电流电解加工[J];电加工;1998年02期
7 朱荻;国外电解加工的研究进展[J];电加工与模具;2000年01期
8 徐盛林;绝缘体的电火花加工技术[J];电加工与模具;2002年02期
9 李小海,王振龙,赵万生;微细电化学加工研究新进展[J];电加工与模具;2004年02期
10 李嘉珩,马保吉,范植坚;光刻胶掩膜微细电化学加工参数的试验研究[J];电加工与模具;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 徐家文;王建业;田继安;杨占尧;刘延禄;朱树敏;;21世纪电解加工的发展和应用[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 朱荻;张朝阳;明平美;曾永彬;王明环;;微细电化学加工技术的研究与发展[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
3 王昆;朱荻;曲宁松;王少华;;微细电解线切割加工的模型分析与试验研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
4 陈远龙;张超;王天霁;;电化学加工技术的概况与展望[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾永彬;屏蔽模板随动式微细电铸技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年
2 罗红平;纳秒脉宽脉冲电化学微加工机床关键技术研究[D];湖南大学;2009年
3 胡洋洋;UV-LIGA与微细电加工组合制造金属阵列网板技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 刘勇;微细电解铣削加工技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 徐惠宇;微细电解加工系统及其相关工艺的研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 明平美;UV-LIGA-微细电火花加工组合制造技术基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 王明环;微细电解加工实验研究[D];南京航空航天大学;2007年
8 张朝阳;纳秒脉冲电流微细电解加工技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 朱保国;脉冲电化学微细加工关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨培剑;电液束加工微小凹坑阵列技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 赵洪策;桌面式微型工厂的建模和仿真与可视化关键技术研究[D];西北工业大学;2001年
3 刘平;STM金属表面高分辨电化学刻蚀的研究[D];天津大学;2002年
4 彭思平;超纯水微细电解加工送进装置的研制[D];南京航空航天大学;2005年
5 陈安骏;超声电解复合加工在微器件制作中的基础研究[D];南京航空航天大学;2005年
6 韩桂海;三维微细电解加工技术研究[D];广东工业大学;2005年
7 曾繁章;微细电解加工装备开发与实验研究[D];广东工业大学;2006年
8 段艳林;新型超微电极的制备及在微图形构建方面的应用[D];山东大学;2007年
9 曲德峰;微细电解钻孔工艺研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 韩子平;脉冲微细电解加工技术研究[D];广东工业大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈远龙;杨涛;万胜美;王天霁;;电化学加工技术的概况与展望[J];电加工与模具;2010年S1期
2 郭帅;罗红平;郭钟宁;;微细电极在线制备技术的研究进展[J];制造技术与机床;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈远龙;张超;王天霁;;电化学加工技术的概况与展望[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 郭帅;微细工具电极在线制备装置开发及加工技术的研究[D];广东工业大学;2012年
2 梁劲斐;基于FPGA的纳秒脉冲微细电解加工电源的研制[D];广东工业大学;2013年
3 于鹏飞;微细电化学加工机床动态分析[D];燕山大学;2013年
4 王建红;微细加工用精密定位平台控制技术研究[D];南京理工大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张永华,丁桂甫,彭军,蔡炳初;LIGA相关技术及应用[J];传感器技术;2003年03期
2 赵万生,韦红雨,刘维东,狄士春;应用线电极磨削法的电火花微孔加工[J];电加工;1997年03期
3 王建业;电解加工技术的新发展——高频窄脉冲电流电解加工[J];电加工;1998年02期
4 李勇,严晓敏,郭,王显军,邹丽芸;微细电火花加工工艺研究[J];电加工;1998年04期
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6 彭良强,伊福廷,张菊芳,韩勇,张院春;一种微细EDM电极的制造方法[J];电加工与模具;2000年06期
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8 徐家文 ,王建业 ,田继安;21世纪初电解加工的发展和应用[J];电加工与模具;2001年06期
9 朱荻;纳米技术与特种加工[J];电加工与模具;2002年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范植坚,钟玲,李福援,陈林;基于电化学过程的电解加工间隙电场的研究[J];兵工学报;2003年04期
2 朱汉华,刘正林,丁彰雄,严新平;摆线形电解加工工具的设计[J];船海工程;2003年03期
3 章成军;电解加工原理及应用[J];现代车用动力;2003年02期
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5 陈林;王天诚;范植坚;;型面电解加工复合磁场试验研究[J];西安工业大学学报;2006年04期
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8 王贺宾;郭钟宁;罗红平;;微细电解加工技术研究现状与展望[J];组合机床与自动化加工技术;2011年04期
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10 ;国外电解加工概况[J];电加工;1975年06期
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1 范植坚;王岗罡;唐霖;王天诚;;磁场辅助电解加工装置的磁场设计和试验[A];陕西省机械工程学会特种加工分会第九届学术年会论文集[C];2010年
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3 陈延禧;;电解加工——一种特殊的电化学过程[A];第三届全国电加工学术会议论文选[C];1979年
4 朱树敏;;电解加工十年[A];第六届全国电加工学术年会论文集[C];1989年
5 朱树敏;;电解加工发展展望[A];第七届全国电加工学术年会论文集[C];1993年
6 陈远龙;朱树敏;;电解加工工艺参数模拟试验设计及数据库的创建[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 陈远龙;任中根;徐家文;陈济轮;;电解加工技术的现状与展望[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
8 刘国强;傅秀清;康敏;刘传;王嘉宁;王常志;;球形阴极电解加工的电场特性研究[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(下)[C];2013年
9 刘金国;曲宁松;李寒松;孙毅;;多孔径微小群孔电解加工工艺研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
10 陈伟;刘壮;谢岩甫;;锥形电极对微小孔电解加工定域性的影响[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 中航工业制造所 程小元;精密振动电解[N];中国航空报;2014年
2 本报记者 胡启林;埃马克:以电解加工技术应对难加工材料[N];中国工业报;2013年
3 中航工业制造所 张明岐;在不断超越的道路上前行[N];中国航空报;2013年
4 本报通讯员 徐川 焦宏图 本报记者 谈洁;给火箭发动机穿上“无针孔”外衣[N];南京日报;2011年
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1 徐正扬;发动机叶片精密电解加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
2 陈远龙;电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D];合肥工业大学;2000年
3 王明环;微细电解加工实验研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 马晓宇;阵列孔微细电解加工基础技术研究[D];清华大学;2010年
5 王希;电解加工间隙智能监控方法研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 鲍怀谦;超纯水微细电解加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 王蕾;发动机叶片高精度电解加工阴极设计系统及实验研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 吴锐;整体构件高效、快捷数控电解加工的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 王维;群小孔电解加工的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 李冬林;模板电解加工群孔基础研究及应用[D];南京航空航天大学;2010年
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1 朱成康;微细螺旋孔电解加工成型仿真技术研究[D];浙江工业大学;2010年
2 戴一通;航空难加工材料精细电解加工机理及应用研究[D];沈阳航空航天大学;2012年
3 王贺宾;微细电解加工装备研制及其实验研究[D];广东工业大学;2012年
4 韦磊;管电极电解加工微小孔技术研究[D];大连理工大学;2013年
5 丁成伟;高频窄脉冲微细电解加工机理的研究[D];山东大学;2008年
6 孙立忠;脉冲电流电解加工微细结构的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 刘燕;微小孔电解加工若干关键技术的研究[D];南京航空航天大学;2008年
8 魏军;闭式叶轮整体电解加工工艺基础研究[D];大连理工大学;2007年
9 谢文清;管电极电解加工监控系统的设计及试验研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 宋曼;活动模板电解加工微小凹坑阵列研究[D];南京航空航天大学;2010年
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