微细掺粉电解抛光设备设计及其工艺试验研究

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1、广东工业大学硕士学位论文微细掺粉电解抛光设备设计及其工艺试验研究姓名：古文才申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：于兆勤20090601搞要摘要电解抛光是以被抛光工件为阳极，不溶性金属为阴极，两电极同时浸入电化学抛光槽中，通以直流或脉冲电而产生有选择性的阳极溶解而使阳极表面粗糙度减小、光亮度增大的一种加工方法。电解抛光对零件进行表面处理的方法，具有工具无损耗、抛光表面质量好、与零件材料硬度无关、抛光后工件无应力等优点。而且加工过程中材料是以“离子”溶解的方式去除，这种微去除方式在理论上是原子或离子级的抛光，使得电解抛光的精度上有很大的发展空间，在微细零件表

2、面抛光领域有着很大的发展前景。本文针对微细电解抛光的要求，成功开发了一台三维微细零件电解掺粉抛光装备。该装置采用了立柱式加悬臂式的固定式结构，以大厚度的花岗岩为底座，稳定性好，可隔震，从而保证装备的运动精度；装备具有在X、Y、Z三个方向的进给机构，工作行程范围为50×50x100mm，其中采用高精密的进口滚珠丝杠驱动的微动电移台，用步进电机驱动。同时在Z轴上装有高速电主轴，其速度高达60000转／分；在X、Y工作台上还带有具有高精度的旋转悬臂梁，从而可对得更复杂的工件进行电解或电解抛光。采用电源纳秒级脉冲电源，其最小稳定输出脉宽50ns，额定电流1A，占空比和频率均独立

3、可调，为实现高精度的微细电解加工提供了保证。开发了装备专用的控制系统。采用VB6．0作为控制系统的开发工具，主要以个人计算机(PC)主体，采用运动控制卡控制步进电机的运动；数据采集卡采集加工实时电压信号，并根据实时电压判断加工状态，针对三维微细零件掺粉电解抛光装备而开发的控制系统。并由控制系统的内部编程的判断而进行自动加工控制，从而实现加工的在线验测，短路自动定量回退，再自动恢复进给，直到电解加工完成。而在电解抛光方面，该系统可实现对刀，再回退一定的抛光间隙，进行定时定轨迹抛光。用本装备还进行了大量的电解抛光试验：包括研制适应电极高速旋转的新型电解抛光工作液，进行微细电

4、解加工试验，加工出直径小达20～30pm，长为1000um的微细轴，用ANSYS仿真分析了电场场强对电解抛光影响规律，并用分析结果地结合实际指导电解抛光加工实验；研究了电极高速旋转下，对各种主要参数电解抛光效果的影响及其规律，如高频窄脉冲电源抛光电压、脉宽、占空比，进行掺粉电解抛光试验的掺粉粒度、掺粉浓度对电解抛光影响规律，把电解加工的表面粗糙度Ra为1．0Ilm微细轴，抛光加工到Ra只有广东工业大学硕士学位论文0．02um镜面效果；最后对进行复杂三维结构的掺粉电解抛光进行试验。关键字：电解抛光装备开发运动控制脉冲电源ⅡAbstractElectrolysispolis

5、hingispolishedtheworkpiecewhichasananode，andtheinsolublemetalasacathode，twoelectrodessimultaneouslyplungeintheelectrochemistrypolishingtrough．Thedirectcurrentorthepulsehaselectrifyintwoelectrodes．theanodetobedissolvesotheanodesurfaceroughnesstobereduce，andtheradianceincreases．Electrolysi

6、spolishingthecomponentsprocessingformation,hasthetoolnottohavewelltheloss，theglazedsurfacequality,hasnothingtodowith,polishingafterthecomponentsmaterialdegreeofhardnessmeritsandSOonworkpieceunstressing．Moreoverintheprocessingprocessthematerialisby‘'theion'’thedissolvedwayelimination,this

7、microeliminationwayenableselectrolysispolishingtohavetheverybigprospectsfordevelopmentinthetinycomponentssurfacepolishdomain．Thisarticleinviewofthetinyelectrolysispolishingrequest，theSuccessdevelopedathreedimensionaltinycomponentselectrolysistomixthepowderpolishingequipme