專利名稱：精密復(fù)合電解加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種電解加工方法，尤其涉及ー種精密復(fù)合電解加工方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械、電子、航空、航天以及航海等エ業(yè)領(lǐng)域的許多產(chǎn)品要求其機(jī)械部件在高溫、高壓、重載荷或高腐蝕環(huán)境下能夠長期可靠地工作，為了適應(yīng)這些要求，各種新材料(高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐高溫、高耐蝕)和復(fù)雜形狀的機(jī)械部件(復(fù)雜曲、面、形體組合、仿自然形態(tài)件)大量涌現(xiàn)，因而對加工エ藝提出了一系列嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)的加工エ藝越來越難于滿足這些要求，從而推動了各種特種加工エ藝的大量研究和開發(fā)。電解加工是其中非常重要的ー種。電解加工又稱電化學(xué)加工(ECM)，是ー種重要的特種加工方法，在1956年正式進(jìn)入エ業(yè)應(yīng)用，已經(jīng)經(jīng)過了ー個長時間的發(fā)展歷程，現(xiàn)今已成為ー種大家熟悉的特種加工エ藝。電解加工是在電解液中通過在金屬エ件和ー個加エ模板(作為輔助電極)之間施加ー個電位差從而使金屬エ件在電解液中發(fā)生陽極溶解而達(dá)到去除材料的ー種加工方法。電解加工具有加工速度快、無表面缺陷、無宏觀機(jī)械切削應(yīng)力、成型范圍寬(可加エ各種難切削金屬材料，不受材料強(qiáng)度、硬度和韌性的限制)、工具陰極無損耗等優(yōu)良特性，因為不是以機(jī)械力學(xué)機(jī)理加工，而是在電解液中通過控制加工模板(稱為輔助電極)與エ件之間的電位從而引發(fā)エ件材料的電化學(xué)溶解而達(dá)到加工材料的目的，所以不管材料有多高的強(qiáng)度、硬度和韌性，都能輕松順利地完成加工，而不象其它機(jī)械加工方法那樣存在嚴(yán)重的刀具損耗(尤其是加工高硬、高韌材料吋)，是ー種非機(jī)械接觸式的加工方法。電解加工的另一個優(yōu)勢在于可加工復(fù)雜形貌的エ件，可以用同一個成形陰極對復(fù)雜的型腔、型面、型孔等進(jìn)行批量加工。但是，近年來，其它加工技術(shù)(如精密鍛造、精密鋳造、精密輥軋、數(shù)控切削等)通過不斷革新以及與其它高新技術(shù)的糅合，加工精度得到較大的提高，而電解加工精度還徘徊在±100 μ m左右，其三維型面釋放精度更低，為±200 ±500 μ m。相比之下，電解加工精度明顯不足，滿足不了日益精確的機(jī)械設(shè)備和精密儀器的加工要求，限制了高性能材料和復(fù)雜型面結(jié)構(gòu)件在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。正因為如此，當(dāng)前由ー些可精密成形材料構(gòu)成的機(jī)械部件大都采用精密成形加工，電解加工產(chǎn)品的數(shù)量和份額大幅減少。對于那些由難于進(jìn)行精密成形且難于進(jìn)行切削加工的材料構(gòu)成的機(jī)械部件，也由于電解加工的精度低而使其使用潛能得不到充分開發(fā)。在加工精度和經(jīng)濟(jì)效益的雙重考慮下，電解加工的應(yīng)用范圍出現(xiàn)萎縮趨勢，電解加工在許多方面具有的優(yōu)良特性得不到發(fā)揮。針對電解加工精度的不足，在過去二十幾年中，電解加工經(jīng)歷了幾次重大的技術(shù)改進(jìn)，從而使加工精度和加工效率大大提高，這幾次改進(jìn)分別是(I)高頻、窄脈沖電流電解加工20世紀(jì)90年代開始對高頻、窄脈沖電流電解加工進(jìn)行研究，這ー電解加工方法比一般直流電解加工及低頻脈沖電流電解加工，在復(fù)制精度、重復(fù)精度、表面質(zhì)量、加工效率、加工過程的穩(wěn)定性等方面都有顯著提高。(2)高速、高壓、小間隙電解加工高速、高壓、小間隙電解加工エ藝的使用，在高精度、高效率電解加工中發(fā)揮了積極作用，提高了葉片型面加工精度和加工速度，其中最小間隙達(dá)到 ο μπι。(3)數(shù)控仿型電解加工它是數(shù)控技術(shù)同電解加工技術(shù)結(jié)合所形成的柔性電解加工技術(shù)，進(jìn)ー步提高了加工速度，縮短了加エ時間，加工后不必再進(jìn)行手工拋光，加工出的葉型厚度公差為±100 μπι,型面公差為土 200 μ m。與此同時，為了提高電解加工的質(zhì)量，在過去幾十年中，人們還研究將電解加工和其它技術(shù)結(jié)合，取長補短，形成所謂的“復(fù)合加工”，通過其特有的加工機(jī)理而達(dá)到特殊的加エ效果。加工速度一般比単一的能量加工有所提高。復(fù)合加工已成為特種加工的重要研究方向，不僅拓寬了電解加工的應(yīng)用范圍，也使加工精度獲得進(jìn)ー步提高。已研究的復(fù)合エ藝具體有如下幾種
(O.與電火花加工結(jié)合，形成“電解-電火花復(fù)合加工”(簡稱為ECAM或EDCM)，它是電解加工(電化學(xué)陽極溶解)與其他能量加工復(fù)合的范例，在俄羅斯已采用機(jī)械仿型電火花與電解加工的組合方法進(jìn)行帶冠的整體葉輪的加工，并取得了較好的效果；
(2).電解與機(jī)械研磨結(jié)合，形成“電解-機(jī)械復(fù)合研磨(拋光)”技術(shù)，這ー技術(shù)顯著提高了研磨速率和研磨的表面質(zhì)量；但它不是大量去除材料的加工。(3).電解-電火花機(jī)械磨削結(jié)合，形成“電解-電火花機(jī)械復(fù)合磨削(MEEC)”，它較好地提高了磨削質(zhì)量和磨削速度；
(4).電解-磁力研磨(拋光)結(jié)合，它在提高拋光質(zhì)量方面，也表現(xiàn)出較好的效果。為了提高電解加工精度，人們還進(jìn)行了很多其它技術(shù)輔助的電解加工技術(shù)的研究工作，例如超聲輔助的電解加工、外加磁場電解加工和激光輔助的電解加工等新技術(shù)。雖然人們對電解加工進(jìn)行了如上所述的許多改進(jìn)措施，加工精度有所提高，但到目前為止，它還不能滿足現(xiàn)代機(jī)械加工要求，具體表現(xiàn)在
(I).加工精度還不夠高。一般三維表面成型精度(三維形貌釋放精度)為±0.2 ±0.5mm (即±200 μ m ±500 μ m),雖然在個別特例中偶爾達(dá)到O. I mm,但總體來說,精度還是比較低的。(2).直流加工的散蝕能力較強(qiáng)，集中蝕除能力較弱，成型加工中需要有整形過程，且整平比不高。鑒于上述電解加工的局限性，人們需要繼續(xù)研究如何提高電解加工精度。本發(fā)明所使用的與電解加工復(fù)合的技術(shù)(即約束刻蝕劑層技木)介紹如下
約束刻蝕劑層技術(shù)是ー種新型復(fù)雜三維微納米結(jié)構(gòu)加工技術(shù)，在微納米結(jié)構(gòu)加工方面已取得很好的成果。約束刻蝕劑層技術(shù)是通過電化學(xué)或者光電化學(xué)方法在模板表面產(chǎn)生刻蝕劑，依靠此刻蝕劑來刻蝕被加工基體材料以達(dá)到加工成型的目的。其基本原理為在電解液中，通過在具有復(fù)雜三維微納米結(jié)構(gòu)的模板表面上利用電化學(xué)或光電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生刻蝕劑，此刻蝕劑在由加工工具或模板表面向溶液擴(kuò)散的過程中，由于與預(yù)先加入到溶液中的捕捉劑(清除刻蝕劑的化學(xué)成分)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(稱為捕捉反應(yīng))而很快消失，或者是由于刻蝕劑自身發(fā)生衰變而很快自己消失(如自由基)，使得刻蝕劑無法擴(kuò)散得很遠(yuǎn)，從而被緊緊地約束在緊靠模板的一個微納米尺度的超薄液層內(nèi)。顯然，刻蝕劑層形成的輪廓面保持著與模板微結(jié)構(gòu)的曲面基本相同的形貌?？涛g劑層越薄，二者的誤差越小，例如，當(dāng)刻蝕劑層厚度為10納米時，公差即為10納米。通過ー個精密微位移定位系統(tǒng)，使具有微結(jié)構(gòu)的模、板逐漸靠近被復(fù)制加工的材料表面，當(dāng)模板表面的刻蝕劑層接觸到基體表面，基體即開始被刻蝕加工。隨著模板不斷進(jìn)給，不斷向深處刻蝕。由于刻蝕劑層的分布面保持著與模板微結(jié)構(gòu)基本相同的三維輪廓，最終在被加工基體表面刻蝕出與模板結(jié)構(gòu)基本互補的三維結(jié)構(gòu)。公差不超過約束刻蝕劑層的厚度。約束刻蝕劑層技術(shù)首創(chuàng)將傳統(tǒng)的濕法化學(xué)刻蝕變?yōu)榫哂芯嚯x敏感性的化學(xué)刻蝕，成為ー種應(yīng)用于微系統(tǒng)制造領(lǐng)域的新型微納結(jié)構(gòu)加工技木，目前其對于復(fù)雜三維微結(jié)構(gòu)加エ的釋放精度為土 0.5 μ m。電解加工是以模板作為陰極，エ件作為陽極，エ件通過陽極溶解達(dá)到去除材料的目的，當(dāng)模板和エ件保持比較近的距離時，通過控制好流場，能夠加工得到與模板結(jié)構(gòu)大致互補的結(jié)構(gòu)，目前其對于復(fù)雜三維形貌加工的釋放精度為±200 μ ±500 μπι。如果能將約束刻蝕劑層技術(shù)運用到電解加工中來，即可大幅提高電解加工的精度
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對目前電解加工精度不足等問題，推出ー種精密復(fù)合電解加工方法，即將約束刻蝕劑層技術(shù)和電解加工技術(shù)結(jié)合到一起，形成ー種新型的高精密復(fù)合電解加工技術(shù)。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，本發(fā)明所采用的復(fù)合電解加工裝置包括電化學(xué)系統(tǒng)、摸板、固定架、驅(qū)動裝置、信息處理計算機(jī)。模板固定于固定架的下部，固定架的上部接驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸(Ζ軸)上，驅(qū)動裝置接信息處理計算機(jī)。所述的驅(qū)動裝置設(shè)有可在X、Y、Z三個方向進(jìn)行步進(jìn)的驅(qū)動控制器，以控制模板和エ件之間相對距離和位置。所述的電化學(xué)系統(tǒng)包括工作電源、電解質(zhì)溶液、承接電極和電解槽。工作電源上設(shè)有工作電極接線端、對電極(即輔助電極)接線端、承接電極接線端；所用電源起到控制電位或控制電流的作用。當(dāng)控制在一定的電位或電流條件下，可以導(dǎo)致在模板表面的電解質(zhì)溶液發(fā)生相關(guān)的電化學(xué)反應(yīng)而生成能刻蝕エ件的刻蝕劑，或?qū)е楼l(fā)生陽極溶解。電解槽置于驅(qū)動裝置的兩水平驅(qū)動軸(XY軸)的驅(qū)動控制臺上，可在X和Y方向進(jìn)行運動。其位置處于模板的下方。本發(fā)明的加工方法步驟為
I)將被加工件放入電解槽，并連接到電化學(xué)系統(tǒng)的工作電極接線端。2)將帶有所需三維形貌的模板固定到固定架上，并通過固定架連接到電化學(xué)系統(tǒng)的對電極(或稱輔助電扱)接線端。所述的固定架由可導(dǎo)電的不銹鋼做成，連同模板一起被安裝在一個由計算機(jī)控制的驅(qū)動裝置的ー個驅(qū)動軸上。所述的帶有所需三維形貌的模板，其表面通過濺射鍍或通過物理或化學(xué)方法沉積ー層ニ氧化鈦、或氧化鉛、或氧化鎳薄膜；或沉積ー層金屬鉬、金薄膜。膜厚一般為20-100 nm。3)將復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液注入電解槽,加量達(dá)到能夠淹沒被加工件和模板。所述的復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液，其中含有ClO2-1, cr1，NCV1，NO2-1, S03_2，SO4-2, P02_3，OH一或F — 1之中的兩種或幾種，其濃度范圍為7 120g/L。電解質(zhì)溶液在加工過程中呈流動狀態(tài),從電解槽ー邊的進(jìn)ロ處流入,從另ー邊的出ロ處流出。流出的電解質(zhì)溶液可通過ー個水泵抽回到儲液箱中循環(huán)使用。水泵的轉(zhuǎn)速為10(T500r/min。停止加工時可將進(jìn)出口閥門關(guān)掉。4)通過驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸(Z軸)移動固定架，使模板進(jìn)入復(fù)合電解質(zhì)溶液。
5)啟動電化學(xué)系統(tǒng)。6)啟動控制模板與被加工件之間相對距離的驅(qū)動控制器，讓模板向エ件逼近，使得模板表面電化學(xué)產(chǎn)生的刻蝕劑層包絡(luò)面的最前沿接觸到被加工エ件，約束刻蝕劑層刻蝕-電解加工復(fù)合加工開始。加工的具體歷程為
①當(dāng)設(shè)計在陽極產(chǎn)生刻蝕劑時，讓約束刻蝕劑層刻蝕(簡稱約束刻蝕)加工和電解加工以設(shè)定的周期交替重復(fù)進(jìn)行在約束刻蝕加工周期內(nèi)，模板為陽極，エ件為陰極(也可以是在エ件周圍另外安置一個承接電極承接負(fù)脈沖，而讓エ件處于開路狀態(tài))，進(jìn)行約束刻蝕加エ；而在電解加工的周期內(nèi)，エ件為陽極，模板為陰極，進(jìn)行電解加工。啟動電化學(xué)系統(tǒng)，カロエ即開始。②實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法可以是采用雙極性脈沖電源加工，當(dāng)正脈沖施加于被加工件時，被加工件處于陽極狀態(tài)，模板處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行電解加工；而當(dāng)正脈沖施加于模板時，模板處于陽極狀態(tài)，被加工件處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行約束刻蝕劑層刻蝕加エ。在后一種狀態(tài)下，也可以是安置在被加工件邊上的一個承接電極來承接負(fù)脈沖，而讓被加工件處于開路狀態(tài)。③實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法也可以是當(dāng)約束刻蝕和電解加工轉(zhuǎn)換周期設(shè)計得較長時(例如>0.5 S)，也可以直接使用直流恒壓源或直流恒流源，在此條件下，可以采用一個繼電器來完成電源極性的倒向，實現(xiàn)約束刻蝕和電解加工的交替轉(zhuǎn)換在達(dá)到設(shè)定的加工時間時，繼電器自動跳轉(zhuǎn)。④當(dāng)設(shè)計在陰極產(chǎn)生刻蝕劑時，加工過程中不用改變電極極性，模板為陰極，エ件為陽極，約束刻蝕和電解加工同時進(jìn)行，產(chǎn)生兩種加工效果的疊加。7)隨著復(fù)合加工的進(jìn)行，依據(jù)加工速率的大小，驅(qū)動裝置以一定的時間間隔和步長將模板向被加工エ件移動以保持刻蝕劑層能與被加工エ件接觸，使復(fù)合加工不斷地進(jìn)行，直至加工完成。8)加工完成后，模板抬起，離開被加工エ件表面。本發(fā)明的技術(shù)效果是將約束刻蝕劑層技術(shù)與傳統(tǒng)的電解加工技術(shù)進(jìn)行復(fù)合從而形成復(fù)合電解加工技術(shù)，對金屬材料進(jìn)行復(fù)雜三維形貌的復(fù)合電解加工，可大幅度提高電解加工精度。


圖I為本發(fā)明的電解加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

如圖I所示，本發(fā)明所采用的復(fù)合電解加工裝置包括模板6、固定架5、驅(qū)動裝置2、信息處理計算機(jī)3、電化學(xué)系統(tǒng)。模板6固定于固定架5的下部，固定架的上部接在驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸4上，驅(qū)動裝置2接信息處理計算機(jī)3。所述的驅(qū)動裝置設(shè)有可在X、Y、Z三個方向進(jìn)行步進(jìn)的驅(qū)動控制器，以控制模板6和エ件7之間相對距離和在XY平面的加工位置。所述的電化學(xué)系統(tǒng)包括工作電源I、電解質(zhì)溶液8、承接電極10和電解槽9。工作電源上設(shè)有工作電極接線端11、對電極(即輔助電極)接線端13、承接電極接線端12，所用電源起到控制電位或控制電流的作用，當(dāng)控制在一定的電位或電流條件下，可以導(dǎo)致在模板表面的電解質(zhì)溶液發(fā)生相關(guān)的電化學(xué)反應(yīng)而生成能刻蝕エ件的刻蝕劑，或?qū)е楼l(fā)生陽極溶解。電解槽置于驅(qū)動裝置的兩水平驅(qū)動軸(XY軸)的驅(qū)動控制臺上，可在X和Y方向進(jìn)行運動。其位置處于模板的下方。本發(fā)明的加工方法步驟為
I)將被加工件放入電解槽，并連接到電化學(xué)系統(tǒng)的工作電極接線端。2)將帶有所需三維形貌的模板固定到固定架上，并通過固定架連接到電化學(xué)系統(tǒng)的對電極(或稱輔助電扱)接線端。所述的固定架由可導(dǎo)電的不銹鋼做成，連同模板一起被安裝在一個由計算機(jī)控制的驅(qū)動裝置的ー個驅(qū)動軸上。所述的帶有所需三維形貌的模板，其表面通過濺射鍍或通過物理或化學(xué)方法沉積ー層ニ氧化鈦、或氧化鉛、或氧化鎳等氧化物薄膜，或沉積ー層金屬鉬、金薄膜。膜厚一般為20-100 nm。3)將復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液注入電解槽,加量達(dá)到能夠淹沒被加工件和模板。所 述的復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液，其中含有ClO2' Cr1，NO3' NO2' S03_2，S04_2，P02_3，0H—或F — 1之中的兩種或幾種，其濃度范圍為疒120g/L。電解質(zhì)溶液在加工過程中呈流動狀態(tài)，從電電解槽ー邊的進(jìn)ロ處14流入，從另ー邊的出口處15流出。流出的電解質(zhì)溶液可通過ー個水泵抽回到儲液箱中循環(huán)使用。水泵的轉(zhuǎn)速為10(T500 r/min。停止加工時可將進(jìn)出口閥門關(guān)掉。4)通過驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸(Z軸)移動固定架，使模板進(jìn)入復(fù)合電解質(zhì)溶液。5)啟動電化學(xué)系統(tǒng)。6)啟動控制模板與被加工件之間相對距離的驅(qū)動控制器，讓模板向エ件逼近，使得模板表面電化學(xué)產(chǎn)生的刻蝕劑層包絡(luò)面的最前沿接觸到被加工エ件，約束刻蝕劑層刻蝕-電解加工復(fù)合加工開始。加工的具體歷程為
①當(dāng)設(shè)計在陽極產(chǎn)生刻蝕劑時，讓約束刻蝕劑層刻蝕(簡稱約束刻蝕)加工和電解加工以設(shè)定的周期交替重復(fù)進(jìn)行在約束刻蝕加工周期內(nèi)，模板為陽極，エ件為陰極(也可以是在エ件周圍另外安置一個承接電極承接負(fù)脈沖，而讓エ件處于開路狀態(tài))，進(jìn)行約束刻蝕加エ；而在電解加工的周期內(nèi)，エ件為陽極，模板為陰極，進(jìn)行電解加工。啟動電化學(xué)系統(tǒng)，カロエ即開始。②實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法可以是采用雙極性脈沖電源加工，當(dāng)正脈沖施加于被加工件時，被加工件處于陽極狀態(tài)，模板處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行電解加工；而當(dāng)正脈沖施加于模板時，模板處于陽極狀態(tài)，被加工件處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行約束刻蝕劑層刻蝕加エ。在后一種狀態(tài)下，也可以是安置在被加工件邊上的一個承接電極來承接負(fù)脈沖，而讓被加工件處于開路狀態(tài)。③實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法也可以是當(dāng)約束刻蝕和電解加工轉(zhuǎn)換周期設(shè)計得較長時(例如>0.5 S)，也可以直接使用直流恒壓源或直流恒流源，在此條件下，可以采用一個繼電器來完成電源極性的倒向，實現(xiàn)約束刻蝕和電解加工的交替轉(zhuǎn)換在達(dá)到設(shè)定的加工時間時，繼電器自動跳轉(zhuǎn)。④當(dāng)設(shè)計在陰極產(chǎn)生刻蝕劑時，加工過程中不用改變電極極性，模板為陰極，エ件為陽極，約束刻蝕和電解加工同時進(jìn)行，產(chǎn)生兩種加工效果的疊加。7)隨著復(fù)合加工的進(jìn)行，依據(jù)加工速率的大小，驅(qū)動裝置以一定的時間間隔和步長將模板向被加工エ件移動以保持刻蝕劑層能與被加工エ件接觸，使復(fù)合加工不斷地進(jìn)行，直至加工完成。8)加 工完成后，模板抬起，離開被加工エ件表面。
權(quán)利要求
1.一種精密復(fù)合電解加工方法，其所采用的復(fù)合電解加工裝置包括電化學(xué)系統(tǒng)、模板、固定架、驅(qū)動裝置、信息處理計算機(jī)；模板固定于固定架的下部，固定架的上部接在驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸上，驅(qū)動裝置接信息處理計算機(jī)；所述的驅(qū)動裝置設(shè)有可在X、Y、Z三個方向進(jìn)行步進(jìn)的驅(qū)動控制器；所述的電化學(xué)系統(tǒng)包括工作電源、電解質(zhì)溶液、承接電極和電解槽，工作電源上設(shè)有工作電極接線端、對電極接線端、承接電極接線端；電解槽置于驅(qū)動裝置的兩水平驅(qū)動軸的驅(qū)動控制臺上，其位置處于模板的下方，其特征是本發(fā)明的加工方法步驟為 1)將被加工件放入電解槽，并連接到電化學(xué)系統(tǒng)的工作電極接線端； 2)將帶有所需三維形貌的模板固定到固定架上，并通過固定架連接到電化學(xué)系統(tǒng)的對電極接線端；所述的固定架由可導(dǎo)電的不銹鋼做成，連同模板一起被安裝在驅(qū)動裝置的一個驅(qū)動軸上；所述的帶有所需三維形貌的模板，其表面通過濺射鍍或通過物理或化學(xué)方法沉積一層二氧化鈦、或氧化鉛、或氧化鎳薄膜，或一層鉬、金薄膜；膜厚一般為20-100 nm； 3)將復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液注入電解槽,加量達(dá)到能夠淹沒被加工件和模板,所述的 復(fù)合加工用電解質(zhì)溶液，其中含有ClO2―1，Cr1, NCV1，NO2-1, SO4-2, S03_2，PO2-3, 0H— 之中的兩種或幾種，其濃度范圍為7 120 g/L ;電解質(zhì)溶液在加工過程中呈流動狀態(tài)，從電解槽一邊的進(jìn)口處流入，從另一邊的出口處流出，流出的電解質(zhì)溶液可通過一個水泵抽回到儲液箱中循環(huán)使用，水泵的轉(zhuǎn)速為10(T500 r/min ； 4)通過驅(qū)動裝置的垂直驅(qū)動軸移動固定架，使模板進(jìn)入復(fù)合加工電解質(zhì)溶液； 5)啟動電化學(xué)系統(tǒng)； 6)啟動控制模板與被加工件之間相對距離的驅(qū)動控制器，讓模板向工件逼近，使得模板表面電化學(xué)產(chǎn)生的刻蝕劑層包絡(luò)面的最前沿接觸到被加工工件，“約束刻蝕劑層刻蝕-電解加工”復(fù)合加工開始； 7)隨著復(fù)合加工的進(jìn)行，依據(jù)加工速率的大小，驅(qū)動裝置以一定的時間間隔和步長將模板向被加工工件移動以保持刻蝕劑層能與被加工工件接觸，使復(fù)合加工不斷地進(jìn)行，直至加工完成； 8)加工完成后，模板抬起，離開被加工工件表面。
2.如權(quán)利要求I所述的精密復(fù)合電解加工方法，其特征是步驟6)所述復(fù)合加工，加工的具體歷程為 1)當(dāng)設(shè)計在陽極產(chǎn)生刻蝕劑時，讓約束刻蝕劑層刻蝕加工和電解加工以設(shè)定的周期交替重復(fù)進(jìn)行；在約束刻蝕加工周期內(nèi)，模板為陽極，工件為陰極，進(jìn)行約束刻蝕加工；而在電解加工的周期內(nèi)，工件為陽極，模板為陰極，進(jìn)行電解加工，啟動電化學(xué)系統(tǒng)，加工即開始; 2)實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法可以是采用雙極性脈沖電源加工，當(dāng)正脈沖施加于被加工件時，被加工件處于陽極狀態(tài)，模板處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行電解加工；而當(dāng)正脈沖施加于模板時，模板處于陽極狀態(tài)，被加工件處于陰極狀態(tài)，進(jìn)行約束刻蝕劑層刻蝕加工，在后一種狀態(tài)下，也可以是安置在被加工件邊上的一個承接電極來承接負(fù)脈沖，而讓被加工件處于開路狀態(tài)； 3)實現(xiàn)上述電極極性周期轉(zhuǎn)換的方法也可以是當(dāng)約束刻蝕和電解加工轉(zhuǎn)換周期設(shè)計得較長時，也可以直接使用直流恒壓源或直流恒流源，在此條件下，可以采用一個繼電器來完成電源極性的倒向，實現(xiàn)約束刻蝕和電解加工的交替轉(zhuǎn)換在達(dá)到設(shè)定的加工時間時，繼電器自動跳轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求I所述的精密復(fù)合電解加工方法，其特征是步驟6)所述的復(fù)合加工，其加工的歷程也可以是 當(dāng)設(shè)計在陰極產(chǎn)生刻蝕劑時，加工過程中模板和工件的極性保持不變，模板為陰極，工件為陽極，約束刻蝕和電解加工同時進(jìn)行，產(chǎn)生兩種加工效果的疊加。
全文摘要
一種精密復(fù)合電解加工方法，其方法步驟為1)將被加工件放入電解槽，并連接到電化學(xué)系統(tǒng)；2)將模板固定到固定架上，并連接到電化學(xué)系統(tǒng)；3)將復(fù)合電解液注入電解槽；4)通過驅(qū)動控制器移動固定架，使模板進(jìn)入電解液；5)啟動電化學(xué)系統(tǒng)；當(dāng)設(shè)計在陽極產(chǎn)生刻蝕劑，約束刻蝕加工和電解加工交替進(jìn)行；當(dāng)設(shè)計在陰極產(chǎn)生刻蝕劑，兩種加工同時進(jìn)行，產(chǎn)生加工效果的疊加。6)驅(qū)動裝置以一定的時間間隔和步長將模板向工件移動以保持刻蝕劑層與工件接觸；7)加工完成后，模板抬起。本發(fā)明的技術(shù)效果是將約束刻蝕劑層技術(shù)與傳統(tǒng)的電解加工技術(shù)復(fù)合從而形成復(fù)合電解加工技術(shù)，對材料進(jìn)行復(fù)雜三維形貌的復(fù)合電解加工，可大幅度提高電解加工精度。
文檔編號B23H5/12GK102658404SQ20121014436
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者田昭武, 蔣利民, 鄧文波 申請人:南昌航空大學(xué)