微尺度群缝电解加工技术应用基础研究

 摘    要

    微尺度缝、槽作为meso scale 微细加工的典型结构，广泛应用于航空航天、仪器仪表、精密模具及家用电器等领域中，并且多以群缝、群槽结构出现。电解加工技术因其加工效率高、工具阴极无损耗，不存在机械切削力等优点，特别适合于微尺度群缝加工。但群缝成形规律难以掌握，工艺试验参数修正周期长，加工过程不稳定等问题难以解决，制约着电解加工技术在工业生产中的应用。

    本文基于微尺度群缝电解加工理论分析和研制的专用工艺装置，开展了一种典型微尺度群缝电解加工试验研究，最终稳定加工出平均缝宽0.275mm，侧面斜度0.12 的微尺度群缝。主要研究内容包括以下几个方面：

    1、基于电化学阳极溶解理论分析，提出了提高加工精度、加工稳定性的工艺措施及其实现

方法；基于电解加工电场理论分析，采用COMSOL 软件仿真单个窄缝成形过程，分析不同加工参数对窄缝加工精度的影响，优选电解加工工艺参数。

    2、微尺度群缝电解加工专用工装夹具研制，采用基于ANSYS CFX 软件的流场仿真方法，对工装夹具密封装置内的电解液流道进行分析。通过分析流道、加工间隙区域电解液流速分布、压力分布，优化电解液流道设计，得到满足工艺试验要求专用工装夹具；通过分析不同电解液压力对加工间隙流速分布的影响，得到满足工艺试验要求进出口压力参数。

    3、采用电场仿真优选的工艺参数进行电解加工工艺试验，验证工艺试验与电场仿真的窄缝形状误差；采用相同加工参数进行工艺试验，分析不同电解液流动方式、进给方式对加工稳定性影响；通过电解液反流正交试验设计，分析电解液电导率、进给速度，平均电压参数对缝宽的影响，加工出满足精度要求的群缝结构。