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《广东工业大学》 2008年
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脉冲微细电解加工技术研究

韩子平  
【摘要】: 电解加工(electrochemical machining,ECM)是一种利用金属阳极电化学溶解原理将零件加工成型的特种加工方法。它将工件材料以离子形式去除,具有工具无损耗、加工材料范围广、加工表面质量好等优点。发展微细电解加工技术,必须解决分布电场产生的杂散腐蚀问题,增强电化学反应的定域性,提高加工精度,使其满足微细加工的要求。 本文通过对脉冲微细电解加工等效电路的分析,得出了电解加工极化过程中电极电位与充电时间的关系;根据电化学极化的巴特勒-伏尔摩方程和法拉第定律,建立了脉冲微细电解加工电流密度和加工速度的理论模型;并从理论上分析了采用纳秒脉冲电源能够实现微细电解加工的可行性以及电解液对脉冲微细电解加工的影响。制作了纳秒脉冲电源,采用功率放大电路直接将波形发生器的脉冲波放大,并过滤负脉冲波,可以得到最高频率5MHz、最小稳定输出脉宽100ns的脉冲方波。该电源输出电压0~10V,占空比0.1~0.5连续可调,能满足微细电解加工的要求。 采用电化学腐蚀法在线制作微细电极,解决了该方法制作电极产生倒锥的问题,并成功制作出直径16μm,长度500μm的均匀圆柱电极;使用钻头作为电极,则可加工出微细螺旋电极,并成功制作出直径80μm,长度3mm的螺旋电极。根据线电极电火花磨削(WEDG)制作微细轴的原理,提出了线电极电解加工微细电极的方法,并成功制作出直径52μm,长度800μm的均匀圆柱电极。 采用纳秒级脉冲电源进行微细电解加工实验。研究电源参数(加工峰值电压、脉宽、占空比)和电解液(电解液成分、浓度)对加工间隙、孔的锥度及加工表面质量的影响。通过实验可以得出:采用低加工电压、窄脉宽、小占空比及低浓度钝性电解液可以有效地减小加工间隙,增强电化学反应的定域性,提高加工精度,实现微细加工。使用螺旋电极和圆柱电极分别进行孔和槽的加工实验,由于螺旋电极的螺旋结构有利于排出加工中的电解产物,更新间隙内的电解液,在加工速度和加工间隙方面明显优于圆柱电极。对减小孔加工的锥度也进行了实验研究,通过加工完成后延长加工时间及使用螺旋电极加工的措施,孔的锥度得到了显著地改善,但却无法消除。利用针筒电极成型反拷加工出直径为0.56mm的圆台,且形状精度很好;采用电解铣削加工出190×190μm凸台及最小宽度为14μm,长1mm的悬臂梁,实现了微小结构的加工。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG662

【引证文献】
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1条
1 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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤儆,毛秉伟,田中群;电化学扫描探针显微镜在表面微/纳米加工的应用[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 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
3 田昭武,林华水,孙建军,周勇亮,祖延斌,田中群,罗瑾,林仲华,谢兆雄,胡维玲,胡涌刚,苏文煅;微系统科技的发展及电化学的新应用[J];电化学;2001年01期
4 于云霞;微细电火花加工技术的最新进展及应用实例[J];电加工与模具;2003年04期
5 黄燕华,董申,袁光辉,张昭瑞,罗青;微细电极精密车削技术[J];电加工与模具;2003年04期
6 李小海,赵万生,王振龙;微细电解加工脉冲电源的研制[J];电加工与模具;2004年05期
7 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
8 彭思平,徐家文,李颖,杨倩;微细电解加工机理探讨[J];电加工与模具;2005年02期
9 李颖,徐家文,彭思平;超纯水微细电解加工的基础研究[J];电加工与模具;2005年03期
10 朱保国,王振龙;微细轴的电加工技术[J];电加工与模具;2005年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 陈柱春;纳秒级脉冲电源研制及微细电解工艺试验[D];广东工业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁道荣;添加剂在铜电解精炼中的电化学行为的研究[J];安徽化工;2002年03期
2 任旭东;张永康;姜银方;冯爱新;;特种加工实验教学改革与实践[J];安徽工业大学学报(社会科学版);2008年04期
3 严怡芹,倪光明;微量铈离子在酸性电镀锡过程中沉积机理的探讨[J];安徽师大学报(自然科学版);1994年04期
4 甘雄,马稳;析氢催化电极的研究概述[J];安阳师范学院学报;2004年05期
5 杨建明,朱荻,曲宁松;电铸纳米晶镍锰合金的性能研究[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
6 孔祥东,张玉林,宋会英,卢文娟;微机电系统的微细加工技术[J];微纳电子技术;2004年11期
7 霍莉,丁克强,王庆飞,童汝亭;掺杂Fe~(3+)的TiO_2薄膜电极的电化学研究[J];微纳电子技术;2005年02期
8 马向国,顾文琪;液态金属离子源发射尖的制备工艺与技术[J];微纳电子技术;2005年03期
9 马向国;顾文琪;;聚焦离子束加工技术及其应用[J];微纳电子技术;2005年12期
10 欧阳炜霞;张永华;王超;郭兴龙;赖宗声;;基于MEMS技术的微波滤波器研究进展[J];微纳电子技术;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 耿秋菊;周荣明;印仁和;郁祖湛;;冷轧钢板表面电解涂覆薄层二氧化硅过程的研究 Ⅱ.机理研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
2 耿秋菊;周荣明;印仁和;郁祖湛;;冷轧钢板表面电解涂覆薄层二氧化硅过程研究 Ⅰ.电解工艺对表面涂硅量的影响[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 孙建军;谢步高;;半导体芯片铜线工艺中的添加剂作用机理研究进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
4 宋辉;徐献芝;朱梅;李芬;;三种极化作用下多孔电极单孔模型的计算[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
5 李华;包春江;颜峰;;热喷涂技术在农业机械维修中的应用展望[A];第十一次全国农机维修学术会议论文集[C];2003年
6 孙立忠;王振龙;朱保国;;脉冲电流电解加工微细结构的实验研究[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
7 翁明浩;王振龙;;微阵列轴孔的电火花和电化学组合加工工艺研究[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文(摘要)集[C];2007年
8 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
9 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
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张启波;咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究[D];昆明理工大学;2010年
2 刘倞;硅烷sol-gel薄膜及含硅烷的聚合物涂层的电沉积研究[D];浙江大学;2010年
3 李伟伟;以Nb_2O_5·nH_2O为助剂的甲醇氧化电催化剂的制备与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
4 靳尉仁;锂离子动力电池性能及其仿真研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
5 张晶;基于介孔碳载体的高容量超级电容器复合电极材料的制备及性能研究[D];兰州理工大学;2010年
6 赵金花;离子注入光学晶体波导结构的特性研究[D];山东大学;2011年
7 王明艳;过渡金属化合物修饰电极的制备和应用研究[D];南京理工大学;2011年
8 覃远航;纳米碳纤维及其负载贵金属催化剂的制备及性能研究[D];华东理工大学;2011年
9 王庆伟;铅锌冶炼烟气洗涤含汞污酸生物制剂法处理新工艺研究[D];中南大学;2011年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 贾男;微小孔电火花加工排屑方法及振动器研究[D];大连理工大学;2010年
4 沈飞虎;材料微观结构对电火花微细加工的影响研究[D];大连理工大学;2010年
5 刘兰;导电高分子修饰活性炭电极的制备与电化学性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 谢小运;TM-450阀控式密封铅酸蓄电池设计及板栅合金研究[D];湘潭大学;2010年
7 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
8 曹振宇;模拟深海环境阴极保护初期钙镁沉积层的研究[D];中国海洋大学;2010年
9 张丽娜;锂离子电池成膜添加剂的选择和优化[D];河南师范大学;2010年
10 何建林;具有微结构功能表面的刀具及车削性能研究[D];华南理工大学;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 童志义,赵晓东;国内外MEMS器件现状及发展趋势[J];电子工业专用设备;2002年04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 朱荻;国外电解加工的研究进展[J];电加工与模具;2000年01期
5 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
6 彭思平,徐家文,李颖,杨倩;微细电解加工机理探讨[J];电加工与模具;2005年02期
7 刘金国;曲宁松;李寒松;李冬林;;活动阴极模板电解加工微小群孔的研究[J];电加工与模具;2010年03期
8 王飏;王军;王瓯;;电磁悬浮轴承的发展及在鼓风机上的应用前景[J];风机技术;2008年02期
9 孙耀杰,卢西敏,滕霖;挠性接头电火花线切割加工工艺探索[J];航空精密制造技术;2001年05期
10 孙立忠;王振龙;朱保国;;超短脉冲微细电解加工实验研究[J];航空精密制造技术;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3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
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 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
2 王明环;微细电解加工实验研究[D];南京航空航天大学;2007年
3 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
4 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
5 王昆;微细电解线切割加工技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前9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 王磊;微细群孔电解加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 郝卫昭;纳秒脉冲微细电化学加工的工艺研究[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 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 王泗禹,康剑;半导体微细加工中的刻蚀设备及工艺[J];微纳电子技术;2002年11期
2 汤儆,毛秉伟,田中群;电化学扫描探针显微镜在表面微/纳米加工的应用[J];微纳电子技术;2003年Z1期
3 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
4 王明环,朱荻,徐惠宇;电化学腐蚀法制备针尖的试验研究[J];传感器技术;2005年03期
5 徐惠宇,朱荻,史先传;电化学微细加工监控系统的研究[J];传感器技术;2005年07期
6 童志义,赵晓东;国内外MEMS器件现状及发展趋势[J];电子工业专用设备;2002年04期
7 田昭武,林华水,孙建军,周勇亮,祖延斌,田中群,罗瑾,林仲华,谢兆雄,胡维玲,胡涌刚,苏文煅;微系统科技的发展及电化学的新应用[J];电化学;2001年01期
8 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
9 李勇,胡敏,周兆英,郭,严晓敏,邹丽芸,巫仁智;采用蠕动式微进给机构的微细电火花加工装置[J];电加工;1998年02期
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 汤儆;表面金属纳米结构体系的电化学、STM针尖诱导和模板法构筑及其表征[D];厦门大学;2002年
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李颖;超纯水微细电解加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 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
3 韩桂海;三维微细电解加工技术研究[D];广东工业大学;2005年
4 谢晓芬;纳秒级脉冲电流电化学加工定域性的研究[D];南京航空航天大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;电解加工基本知识讲座(五)[J];电加工与模具;1976年02期
2 段建坤;许方田;;固定阴极式电解加工在若干零件中的应用[J];电加工与模具;1979年03期
3 朱树敏;;浅谈电解加工[J];机械工人.冷加工;1984年11期
4 刘今起;;关于电解加工的污染与治理(上)[J];环境保护;1992年02期
5 ;化油器阀针的电解加工[J];机械工人.冷加工;1977年09期
6 刘家富;;电极周期定位的电解加工[J];电加工与模具;1981年05期
7 刘正壎;;我国首届电解加工研究生毕业[J];电加工与模具;1981年06期
8 沈健,张海岩;用电解加工的方法仿型加工内齿[J];机械制造;1995年05期
9 樊稳,范植坚;深孔电解加工在线测试系统的研究[J];西安工业学院学报;2000年04期
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3 董朝盼;赵雍建;傅秀清;康敏;;直线刃阴极数控电解加工工艺试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
4 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
5 王建业;罗干英;林苏文;刘丛宽;张弢;罗天友;;高频窄脉冲电流源电解加工成型规律研究[A];特种加工技术——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
6 朱永伟;徐家文;云乃彰;严德荣;胡平旺;钱密;;扭曲叶片整体叶轮的数控展成电解加工[A];特种加工技术——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 李小海;王振龙;赵万生;;微细电解加工装置的研制及其应用[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
8 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
9 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];特种加工技术——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
10 金文媞;;叶片电解精加工研究[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
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1 鲁玉峰;基于UG\CAD平台的航空叶片测量前后置处理系统[N];中国航空报;2001年
2 谢斌;新艺厂依靠技术创新“顶天立地”[N];中国航空报;2002年
3 仲欣;废旧电池回收商机无限[N];厂长经理日报;2001年
4 高万建;勤奋敬业 不计报酬[N];中国船舶报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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 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
3 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
4 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
5 徐庆;整体叶盘多通道电解加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
6 傅秀清;球形阴极数控电解加工关键技术研究[D];南京农业大学;2010年
7 吴建民;大直径整体叶轮数控电解加工技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 钱双庆;表面织构电解加工技术的基础研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年
9 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
10 王福元;整体叶轮叶片型面数控电解精加工的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
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1 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
2 丁维育;纯钛微细电解加工基础试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 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
4 谢岩甫;复杂形状微孔的电解加工试验研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 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
6 朱浩;旋印电解加工仿真与试验研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 宫超林;圆柱内表面电解加工微小凹坑阵列技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 王艺钢;超声辅助电解加工微细三维结构试验研究[D];山东理工大学;2013年
9 刘小龙;超声辅助微细电解加工加工参数的优化研究[D];青岛科技大学;2013年
10 吴林烽;电参数对小间隙电解加工影响规律研究[D];浙江理工大学;2014年
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