立式超声微细电解加工机床设计参考文献
微细结构超声电解复合加工工艺研究
收稿日期:2008 01 08项目基金:国家自然科学基金资助项目(50675192)作者简介:赵旸(1983 ),男,江苏江阴人,硕士研究生,主要从事特种加工技术研究;朱永伟(1966 ),男,江苏淮阴人,副教授,博士,主要从事微精特种加工技术研究.第23卷第2期徐州工程学院学报2008年2月Vo l.23No.2Jo ur nal o f Xuzhou Institute o f T echno lo gyF EB 2008微细结构超声电解复合加工工艺研究赵 旸,朱永伟,范仲俊,王占和(扬州大学机械工程学院,江苏扬州 225009)摘要:利用组合电加工方法制作的多种微细工具阴极,对多种材料进行了微细超声与微细超声电解复合加工的对比试验.结果表明微细超声电解复合加工对于提高微细结构加工效率与成形精度有明显效果.关键词:超声加工;电解加工;复合微细加工;微细结构中图分类号:T G662 文献标志码:A 文章编号:1673 0704(2008)02 0037 04高精度三维微细结构加工技术是目前各国制造业的一个重要研究课题,近年来随着特种加工技术的发展,使其在微小型三维立体结构、致动器的制作上有独到之处,采取特种加工与微细加工并重的策略,综合利用各自不同的优点,提出了微细超声电解复合加工方法,有望发展成为高强度硬质合金材料微细结构加工的一种全新工艺,对微细制造技术的完善及实用化有重大的推动作用[1,2].微细超声电解复合加工是将超声频振动、磨料冲击和脉冲电流电解作用有机复合在一起的微细加工技术,克服了单一超声微细加工工具磨损大、加工效率较低以及单一脉冲电流微细电解加工的过程难以持续进行、杂散腐蚀等缺点,保持了电解加工阴极无损耗、表面质量好等优点的同时,利用超声频振动冲击及其产生的 空化 作用改善电解过程,可稳定提高加工精度[3],对难加工硬质合金材料的微细结构加工具有很大的优势.1 微细超声电解复合加工装置如图1所示为微细超声电解复合加工原理图.电解部分采用高频脉冲(或低压直流)电源,电解液为低浓度钝化性NaNO 3水溶液.微电流电解产生钝化,由于加工区的微细阴极随换能器作超声频振动,电解液及PC 机进行记录和分析,对加工参数进行在线调节,可保证加工过程的稳定进行[3,4].2 微细超声电解复合加工试验微细磨料的超声频振动冲击及 负压空化 效应可去除电解钝化膜及加工产物,保持加工过程持续进行.在微细工具阴极与工件间存在最小间隙,约为单个磨粒直径,微细磨粒的存在使工具与工件间保持很小的间隙,可避免发生短路.同时,在线路中串入电涡流传感器,将加工中的电流参数通过数字存储示波器及PC 机进行记录和分析,对加工参数进行在线调节,可保证加工过程的稳定进行[3,4].微细超声电解复合加工材料去除量微小,加工精度和表面质量都有很高要求.加工时,工具阴极与整个超声振动系统作超声频振动,其设计、制作与安装精度对加工效率、加工精度及表面质量有很大影响.因此微细工具阴极的设计制作是实现微细超声电解复合加工的关键,微细工具阴极制作工艺对微细超声电解复合加工工艺的完善具有重要意义.试验设计制作的工具阴极可采用慢走丝精密电火花线切割机直接加工或利用电火花 拷贝+平动 加工,如图2(a)~(c)所示.试验采用精密超声加工机,使用双通道数字存储示波器检测超声发生器输出超声频交变电信号,超声功率与交变电信号幅值对应,此超声频电压信号使压电换能器及工具阴极产生超声频振动,如图3所示此时超声频信号频率20.492kHz.调节超声频系统保持在共振状态,工具端面产生雾化,超声功率30W.选取不同硬质合金材料进行加工试验,改变加工时间、进给压力、电解液浓度、加工电压幅值及脉冲特性等电参数,目的在于探索微细超声电解复合加工的工艺参数对加工效果的影响.试验一工件材料:YG8,采用不等宽槽(宽0.3m m 、0.4mm 、0.5m m)端面工具阴极,工件与工具间静压力1.60N;加工时间2min;磨料1600#碳化硅;磨料悬浮液浓度15%;电解液为5%NaNO 3水溶液,采用 静液 人工方式定时供给;脉冲频率5000H z,电压为0V (单超声)、2V 、3V 、4V 脉冲,占空比4:6;加工过程中2V-5000H z 时脉冲电压及电解电流波形如图4所示,加工效果如图5(a)~(d)所示.徐州工程学院学报 2008年第2期(a)单超声-YG8 (b)2V 脉冲-YG8 (c)3V 脉冲-YG8 (d)4V 脉冲-YG8图5 不等宽度槽阴极超声电解复合加工效果图Fig.5 Pictures of ultrasonic combin ed electroch emical micro-m achining w ith stepping trough micr o-pr otrud e通过体视测量显微镜观测可知,单一超声加工的加工效果明显不如复合加工,只是在工件表面加工出结构印痕,加工深度仅35.6 m ;而复合加工能看到清晰的端面形状,2V 脉冲加工深度为60.2 m ;3V 脉冲成形精度最好加工深度达117.7 m;4V 脉冲时,电流明显加大,加工深度最深,达222.1 m,但杂散腐蚀也随之增大,加工成形效果降低.试验二工件材料:YT15,采用等宽米字形筋端面工具阴极,工件与工具间静压力0.80N;加工时间2min;磨料1600#碳化硅;磨料悬浮液浓度15%;电解液为4%NaNO 3水溶液,采用 静液 人工方式定时供给;脉冲频率5000H z,占空比4:6,取0V(单超声)、2V 脉冲电压与2V 直流电压;材料表面加工结果如图6(a)~(c)所示.(a)单超声-YT15 (b)2V 脉冲-YT 15 (c)2V 直流-YT15图6 等宽米字形筋阴极超声电解复合加工效果图F ig.6 P ictures of ult rasonic combined electr ochemical micr o-machining w ith star-shaped micr o-prot rude通过体视测量显微镜观测可知,复合加工效果优于单一超声加工.在硬质合金YT15材料2V 脉冲和2V 直流电压复合加工中,因脉冲电解电流有效值比直流电解小,2V 直流电压加工深度相对较大,但2V 脉冲电压加工尺寸精度更高,可达0.0242m m.试验三工件材料:YG8,采用方形微凸起(1mm ∀1mm )工具阴极,工件与工具间静压力2.00N;加工时间3min;磨料1600#碳化硅;磨料悬浮液浓度20%;电解液为5%NaNO 3水溶液,采用 静液 人工方式定时供给;脉冲频率5000H z,电压为0V(单超声)、1V 、2V 、3V 、4V 脉冲,占空比4:6;材料表面凹坑成形效果如图7(a)~(e)所示.(a)单超声-YG8 (b )1V 脉冲-YG8 (c)2V 脉冲-YG8 (d)3V 脉冲-YG8 (e)4V 脉冲-YG8图7 方形微凸起超声电解复合加工微凹坑效果图Fig.7 Pictures of micro-pits of u ltras on ic combined electrochemical micr o-m achining w ith s qu are m icro-protrude由图(7)及图8(a)可得,单一超声加工微凹坑深度最浅,随着加工电压的增加,工件表面加工凹坑深度逐渐增加,且当电压超过3V 时增加明显;从图8(b)可得,随着电解电压增加,电解作用增强,阴极磨损量下降,电解电压超过3V 后磨损量下降更为显著;从图8(c)可得,电解电压2V 时工件表面粗糙度最小,电压升高,电解作用增强,加工定域性减弱,表面材料去除的一致性变差.赵旸,等:微细结构超声电解复合加工工艺研究徐州工程学院学报 2008年第2期(a)加工速度 (b)阴极磨损量 (c)工件表面粗糙度图8 电解电压对加工工艺指标的影响F ig.8 I nfluence electro ly sis voltage o ver machining pr ocess indexes3 结论(1)微细超声加工是一种微细结构加工的有效方法,在加工高强度硬质合金材料时加工效率较高,但电极损耗较大;微细超声电解复合加工的效率明显优于单一超声加工,且电极损耗小.(2)微细超声电解复合加工中,相同强度的直流电压与脉冲电压,直流电压加工效率较高,但脉冲电压加工精度较好.(3)微细超声电解复合加工表面质量好,电解电压越高,加工效率越高,但电压过高容易产生杂散腐蚀,使加工精度有所下降,合理电压选择为2~3V.总之,微细超声电解复合加工方法,可以有效控制和提高加工微器件的精度、表面质量及加工速度,对完善微细结构加工工艺和微器件制作方法具有重要理论意义和工程应用价值.参考文献:[1]闫利文.微电子机械系统技术应用研究[J].机械工程师,2003(7):6-9.[2]赵万生,顾琳,等.微细电加工的最近进展与应用前景[C].2005中国机械工程学会年会论文集,2005.[3]朱永伟,徐玉明,齐金华.超声-电解复合微细加工阴极制作工艺研究[J].宇航材料工艺,2007(4):46-49.[4]T H O E T B,ASP IN WA L L D K,K IL LEY bined ultr aso nic and electrical discharg e machining of ceramic coatednickel alloy[J].Journal o f M aterials Pr ocessing T echno lo gy,1999,92(93):323-328.[5]徐玉明.超声-电解复合微细加工应用基础研究[D].扬州:扬州大学,2007.The Technology S tudy on Ultrasonic Combined ElectrochemicalMachining of MicrostructureZH AO Yang,ZH U Yo ng w ei,FAN Zhong jun,WANG Zhan he(M echan ical En gineering College,Yangz hou U nivers ity,Yangzhou225009,Ch ina)Abstract:Various m icro-electrodes w er e m anufactured by combined electrical machining;then con trast w as m ade betw een sing le ultrasonic micro-machining and ultr asonic combined electrochemical micr o -m achining,w ith several materials being used.The ex perimental results indicate that ultr asonic com bined electrochemical micro-machining achieves co nspicuous effect in improv ing the efficiency and pr eci sion of m icrostructure machining.Key words:ultrasonic machining;electr ochemical m achining;com bined m icro-m achining;micro structure(责任编辑 刘自强)。
微细超声加工文献阅读报告
微细超声加工文献阅读报告1.前言近年来，随着航天工业，集成电路，电子计算机，生物医药等领域的发展，产品的微型化越来越收到重视，对微型高精度产品的需求也越来越大，而传统的加工方法已经不能满足这些产品的技术要求，因此研究微细加工具有重要意义[1]。
国际生产工程科学院的物理化学加工工艺科学技术委员会将微细加工定义为加工工件的尺寸范围在1um到500um之间的加工技术。
微细加工能够实现的两个重要条件是材料去除单元小和加工设备的精度高。
目前的微细加工技术主要有微细电火花加工、微细激光加工、微细超声波加工、微细切削、LIGA、微细铸造、微细研磨、微细冲压等加工技术[2]。
随着晶体硅、光学玻璃、工程陶瓷等脆硬材料在航天，微电子，微器械等行业的广泛应用，对脆硬材料的高精度微细加工技术成为一个重要的研究领域。
目前适用于脆硬材料微细加工的方法主要有光刻加工、电火花加工、激光加工、超声加工等特种加工技术。
超声加工与电火花、电解、激光等加工技术相比，既不依赖于材料的导电性又没有热物理作用，与光刻加工相比则可加工具有高深宽比的三维形状，这决定了超声加工技术在陶瓷、半导体硅等非金属脆硬材料加工方面有着得天独厚的优势，所以研究微细超声加工对一个国家的航天技术，军事能力，医疗水平和信息化程度的提高具有重要意义 [3]。
本文着重介绍微细超声加工的机理，发展历程及现状，工艺特性，本人课题及下学期研究计划。
2.超声波特性超声波是声波的一种，具有声波传播的基本规律可以在气体、液体、固体介质中纵向传播。
和可听声波相比，超声波由于频率高，频率超过20kHz，其传播的方向性较强；在传播过程中，介质质点振动的加速度非常大；在液体介质传播时，当超声波的强度达到一定值后会产生空化现象。
因此这些特点使得超声波在相当广阔的领域里得到应用，如超声车削，超声抛光，超声钻孔，超声复合加工等[4]。
3.超声加工的材料去除机理研究上个世纪50年代以来，在超声波加工的材料去除机理及加工输入参数(超声振幅、超声频率、磨料类型、磨料粒度、悬浮液浓度、基液种类、轴向静载荷、进给速度、工具转速、工具材料、工具韧性、工具的直径、工具的长度、工件硬度、工件韧性等)对加工结果（材料移除速率MRR，工件的表面质量，工具的磨损）的影响方面，很多学者做了大量的研究和实验。
立式超声微细电解加工机床机械系统设计英文摘要
ABSTRACTMECHANICAL SYSTEM DESIGN OF VERTICALULTRASONIC MICRO ELECTROCHEMICALMACHINING MACHINE TOOLABSTRACTThis dissertation summarizes the recent applied state of micro-manufacturingtechnologies, introduces the basic principle, specialty and application of micro-USM(Ultrasonic Machining) and micro-ECM (Electrochemical Machining), analyzes theirproblems and research future. The machining mechanism and technology advantages of combinedmicro-machining of UCM and ECM is dissertated. ECM has been widely applied formanufacturing aero-engine and weapons, and it has been a key technique ofmanufacture for national defence.The main purpose of this paper is to design the mechanical body, the system oftransmission, the system of spindle, the system of electrical conductibility of thevertical micro ECM. A new micro ECM set-up is developed independently by theauthor. Double vertical column is chosen in the structure of machine tool to get thestructure rigidity, compact framework dimension as well as good maneuverability andmaintainability. Mechanical transmission system is to perform a compound ofrotation and vertical motion; The driving screw parts are used to turn the rotation ofthe motor to the vertical motion of the nut and bring the shaft on it. Rotation iscompleted by the motor; The stepper motor is chosen to drive the driving screw partsand reduce speed by the overtone reduction gear .the displacement resolution is highand can guarantee the high processing precision. So，the design of the machine has an important significance inpracticality and research..KEY WORDS:electrochemical machining; ultrasonic machining; machine tool; feed system;I。
超声电解复合微细加工工艺试验分析
超声电解复合微细加工工艺试验分析作者：汪建春云乃彰朱永伟【摘要】本文完成了对超声加工与超声复合电解加工的对照工艺试验,对超声复合电解加工过程中的注意事项作了表述,并对加工试验结果作了分析,最后指出了该种加工方式以后发展的方向。
【关键词】超声加工超声电解复合加工工艺试验随着现代科学及及技术的迅速发展,航空航天领域各类飞行器及制导武器系统都趋向于精密化、小型化、微型化发展[1]。
微细加工和特种加工所能达到的精度、表面粗糙度、加工尺寸范围和几何形状是衡量一个国家加工制造水平的重要标志之一。
微细特种加工技术已经成为在国际竞争中取得成功的关键技术之一[2]。
本文针对超声加工与超声电解复合加工,做了对照工艺试验,取得了一些成果。
就此两种加工方式,作出了客观分析。
1 超声复合电解加工原理1.1 超声加工原理超声加工是磨粒在超声振动作用下的机械撞击和抛磨作用以及超声空化作用的综合结果,其中,磨粒的机械撞击作用是占主导地位的。
超声频振动加工主要是由超声波发生器、换能振动系统、磨料供给系统、工作台等部分组成。
换能器产生的超声振动由变幅杆将位移振幅放大后传输给工具头,工具头作纵向超声频振动,连续的冲击磨料颗粒,颗粒又摩擦加工表面,从而去除材料成型[3,4,5] 。
此加工主要特点:对硬脆材料的加工效果好。
不足之处:对非脆性材料加工效果不明显。
1.2 电解加工原理电解加工原理是基于电化学阳极溶解进行加工的。
工件加在阳极,模具加在阴极,通以电流,从原理上讲是离子去除,所以有比较高的加工精度。
在加工过程中要有一定流速的电解液流通,以带走电解去除的产物[6]。
此加工主要特点:只有对导电材料才能进行加工,加工面积可以相相对对较大。
不足之处:加工过程中会在电解材料表面产生“钝化”,加工速度会变慢;电解加工过程中存在“杂散”腐蚀,对加工精度也有一定的影响[9]。
1.3 超声复合电解加工原理超声频振动复合电解加工,是指在超声频振动加工的基础上,同时再引入电解电源进行电解加工,从而使得两种不同的加工方式同时作用到同一个工件。
基于ANSYS的立式电解加工机床关键部件模态分析
电解加工参考文献
参考文献《《电化学加工技术》》朱树敏化学工业出版社P39~81页摘要：电化学加工基本原理在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应即称为电化学反应，利用这种电化学反应作用加工金属的方法就是电化学加工。
其中，阳极上为电化学溶解，阴极上为电化学沉积。
电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。
电解加工是特种加工技术中应用最广泛的技术之一，尤其适合于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工。
电解加工基本原理基本原理：金属在电解液中的“电化学阳极溶解”。
在工件(阳极)与工具(阴极)之间接上直流电源（如图），使工具阴极与工件阳极间保持较小的加工间隙(0.1～0.8 mm)，间隙中通过高速流动的电解液。
这时，工件阳极开始溶解。
开始时，两极之间的间隙大小不等，间隙小处电流密度大，阳极金属去除速度快；而间隙大处电流密度小，去除速度慢。
随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。
1.电解加工的特点(1) 加工范围广（不受金属材料硬度和强度限制）。
(2) 生产率高，约为电火花的5-10倍，有时比切削高。
(3) 加工质量好，无切削力和切削热，表面无残余应力。
(4) 可用于加工薄壁和易变形零件。
(5) 工具阴极无损耗。
电解加工的问题电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制，尺寸精度一般只能到0.15～0.30 mm 。
附属设备多，造价贵，占地面积大。
电解液腐蚀机床，电解液的处理也较困难，污染环境。
电解加工机理电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。
电解加工中的电极反应标准电极电位的高低决定在一定条件下对应金属离子参与电极反应的顺序。
电解加工工艺需考虑生产率、加工精度和表面质量三个方面。
（1）生产率电解加工的生产率以单位时间去除的金属体积或质量衡量。
[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计
![[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c46f010cde80d4d8d15a4f48.png)
SHANDONG UNIVEERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书桌面立式3轴微细加工数控铣床设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年6月摘要当今制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
其形状结构的特意化、零件材料的多样化、尺寸及表面质量的高精度化成为三维微小零件以及其微型装备的显著特征。
因此，微型化制造技术啊的研究已经成为现在科学研究的前沿和热点。
微型机床系统与微细制造技术受到国内外学术界和工业界的广泛关。
传统的加工系统中，即使最终产品的尺寸很小，所使用的机床依然很大。
故而浪费的空间、资源和能源，并且效率低、灵活性差，加工难度大。
所谓微细加工，就是用微小机床来加工微小零件。
微小机床有助于提高空间利用率和降低成本。
同时由于惯性较小，容易达到高速加工和高精度运动控制。
微型铣削工艺具有加工任意材料、三维复杂形状零件的能力，而数控技术是是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，因此对微细加工数控铣削机床的研究具有重要的理论意义和实际应用前景。
所以我设计了这种桌面立式3轴微细加工数控铣床。
关键词：桌面铣床微细加工数控In the modern manufacturing, especially in medical apparatus and instruments, microelectronics, aerospace, defense industry, represented by domain, for precision and ultra precision 3 d micro parts demand is increasingly urgent. The shape of the structure of the specially, the diversification of parts material, size and surface quality of high precision become 3 d micro parts and micro equipment characteristic. Therefore, miniaturization manufacturing technology research has become the forefront of scientific research and hot now. Miniature machine tool system with micro manufacturing technology widely held by academia and industry both at home and abroad.Traditional machining system, even if the final product size is small, the use of machine tool remains large. So the space of the waste, resources and energy, and low efficiency, poor flexibility, processing is difficult. The so-called micro machining, is the use of tiny machine tool for processing small parts. Small machine tools can help improve the space utilization and reduce cost. At the same time due to inertia is small, easy to achieve high-speed processing and high precision motion control. Micro milling technology with any material, capable of 3 d complex shape parts, and numerical control technology is the is the foundation of manufacturing automation, flexibility, integration, so the study of micro machining CNC milling machine has important theoretical significance and practical application. So I design this desktop 3 axis micro machining vertical CNC milling machine.Key words:Desktop milling machine Micro machining CNC摘要 (I)Abstract (II)目录： (III)第一章引言 (1)1.1微型铣床 (1)1.1.1微型铣床的意义 (1)1.1.2近年来微型铣床的国内外研究现状 (1)1.1.3微型铣床设计方案的可行性分析 (2)1.2数控机床 (2)第二章铣床总体设计 (4)2.1铣床的总体布局 (4)2.2控制系统 (5)2.3传动系统 (6)2.3.1主轴及其驱动传动系统 (6)2.3.2进给系统 (8)第三章传动系统的设计计算 (9)3.1电主轴的设计计算 (9)3.2 Y轴方向进给系统的设计计算 (10)3.2.1Y轴方向直线电机的设计 (10)3.2.2Y轴方向导轨的设计计算 (12)3.3 Z轴方向进给系统的设计计算 (14)3.3.1 Z轴方向直线电机的设计计算 (14)3.3.2 Z轴方向导轨的设计计算 (15)3.4 X轴方向进给系统的设计计算 (16)3.4.1 X轴方向直线电机设计计算 (16)3.4.2 X轴方向导轨的设计计算 (18)第四章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言1.1微型铣床1.1.1微型铣床的意义在现代的制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
用于微小零件电解加工的实验样机设计
用于微小零件电解加工的实验样机设计
刘晨光;孙俊田
【期刊名称】《科学与财富》
【年(卷),期】2015(7)7
【摘要】电解加工作为特种加工中的重要组成技术，以其良好的加工精度、较高
的加工速度、广泛的加工范围和工具阴极无损耗等优点，在微小零件、精密零件加工中有着重要应用。
本课题设计了用于微小零件电解加工的实验装置，以便于辅助教学和基础实验的应用，主要用于加工微孔、微槽和简单的空间结构等。
本次设计主要完成对实验样机机械本体和传动系统的设计。
机械本体的设计主要确定机床的总体布局；传动系统主要是工具进给系统，由交流伺服电机、减速器、滚珠丝杠螺母副和滑块等部件组成，设计中通过对丝杠进行受力分析确定丝杠的机械结构，并以此为根据进一步选取伺服电机、减速器、联轴器等部件。
通过对系统的总体分析，使整个系统的结构趋于合理。
本设计主要进行的机械结构的设计，为实验样机的基础铺垫工作，后续配备电解液循环系统及主轴旋转运动后，能更好的用于实验、教学和微小零件的实际加工。
【总页数】1页(P666-666)
【作者】刘晨光;孙俊田
【作者单位】中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司;中石化胜利石油工程有
限公司海洋钻井公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.微小孔微细电解加工控制系统设计
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3.用于微小金属零件制造的电化学加工机床
4.传感器用于微小位移测量的实验设计
5.微小零件机器视觉检测实验平台系统设计与开发
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微细电解线切割机床设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要微细电解线切割加工时一种结合了电解加工和线切割的新型加工工艺，以电解加工为基本原理，采用导电铜丝为工具电极，被加工块、板件工件、难切削材料、难切削形状作为阳极，通过电解作用对工件进行切割。
这种技术汲取了电解技术非接触式复制加工、生产率高、加工范围广、表面质量好的技术优点，解决了大厚度金属切割切口倾斜的问题[1]。
通过学习研究电解加工原理并借鉴电火花机床结构，设计出电解线切割机床的机械结构。
本文所作的工作有（1）确定电解线切割机床总体方案。
（2）设计并校核电解线切割加工机床本体、主传动部分、走丝机构等部分的机械结构。
（3）设计电解线切割加工机床的辅助设施，电解池、微进给系统。
要求设计出来的机床具有以下特点：1.结构简单合理，方便生产装配。
2.满足加工精度速度要求。
3.满足电极丝走丝关键部件高于液面的要求。
4.走丝机构尽量选择绝缘体以减少漏电。
关键词：微细电解电解线切割特种加工机床设计Design of micro electrolytic wire cutting machineAbstract A new processing technology of WEMM was a combination of electrochemical machining and wire cutting, using electrolytic processing as the fundamental principle, the conductive copper wire as the tool electrode, processing block, plate workpiece, hard cutting, hard cutting shape of workpiece as anode, cutting through electrolysis. This technology absorbs the advantages of electrolytic technology, non-contact copyingprocess, high productivity, wide processing range and good surface quality. It solves the problem of slant cutting of metal cutting with large thickness. By studying the principle of ECM and drawing on the structure of EDM machine, the mechanical structure of electrolytic cutting machine is designed.The work done in this study is as follows:(1) to determine the overall program of electrolytic wire cutting machine.(2) design and check the electrolytic wire cutting machine body, the main drive part, take the wire and other parts of the mechanical structure.(3) design of electrolytic wire cutting machine tool auxiliary facilities, electrolytic cell, micro-feed system.wire rack and other parts.Requirements of the design of machine tools with the following characteristics:1. the structure is simple and reasonable, convenient for production and assembly.2. to meet the processing accuracy, speed requirements.3. to meet the requirements of the key components of the electrode wire is higher than the liquid level.4. wire institutions, as far as possible to select insulators to reduce leakage.Key words Micro electrolysis Electrolytic cutting Special machining Machine tool design第一章绪论1.1引言微细电解线切割是一种基于电化学溶解原理借鉴线切割加工形式的加工技术。
超声—电解复合微细加工应用基础研究的开题报告
超声—电解复合微细加工应用基础研究的开题报告1. 研究背景和意义超声电解复合微细加工是应用超声振动与电化学相结合的一种微米级加工技术，可以在微观尺度上实现高精度、高效率的加工。
尤其在微电子学、光电子学、生物医学等领域中具有广泛的应用前景。
然而，其基础理论和加工技术还存在许多问题需要解决，如超声电解复合微细加工机理、加工表面质量、加工效率等，因此，进行超声电解复合微细加工应用基础研究，可以为该领域的发展提供重要的支撑和推动。
2. 研究内容和方法本研究主要包括以下内容：（1）超声电解复合微细加工基础理论研究，探讨加工机理、超声电解复合对加工表面的影响等；（2）超声电解复合微细加工实验研究，选择典型加工材料，设计超声电解复合微细加工实验方案，探究加工参数对加工效率和表面质量的影响；（3）结合数值模拟，建立超声电解复合微细加工数学模型，优化加工参数，提高加工效率，改善表面质量。
3. 预期成果和意义（1）研究超声电解复合微细加工机理，揭示其加工表面的影响，填补此领域的空白，为超声电解复合加工提供理论基础；（2）进行超声电解复合微细加工实验研究，探究加工参数对加工效率和表面质量的影响，为高质量的微米级加工提供技术支撑；（3）建立超声电解复合微细加工数学模型，预测加工效果，优化加工参数，提高加工效率，改善表面质量；（4）为微电子学、光电子学、生物医学等领域的微米级加工提供技术支撑和发展方向。
4. 研究进度计划本研究计划为期两年，第一年主要开展超声电解复合微细加工基础理论研究和超声电解复合微细加工实验研究，第二年主要结合数值模拟，建立数学模型，进行优化和提高加工效率，改善表面质量等研究。
具体进展如下表所示：阶段 | 时间 | 主要工作---|---|---第一年前期 | 1-4月 | 学习研究超声电解复合微细加工基础理论第一年中期 | 5-8月 | 设计超声电解复合微细加工实验方案，进行实验研究第一年后期 | 9-12月 | 分析实验数据，总结实验结果第二年前期 | 1-4月 | 分析实验数据，建立超声电解复合微细加工数学模型第二年中期 | 5-8月 | 利用数学模型进行优化和提高加工效率，改善表面质量第二年后期 | 9-12月 | 结合实验结果、数学模型，总结研究成果，撰写论文以上进度计划仅供参考，具体进展情况将根据实际情况进行调整。
超声振动辅助微细电解电火花线切割加工装置[实用新型专利]
![超声振动辅助微细电解电火花线切割加工装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9cfa92ec90c69ec3d4bb7535.png)
专利名称：超声振动辅助微细电解电火花线切割加工装置专利类型：实用新型专利
发明人：刘勇,张建华,王明宇
申请号：CN201520828201.0
申请日：20151023
公开号：CN205129104U
公开日：
20160406
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于复合微细加工领域，是一种面向非导电硬脆材料加工的超声振动辅助微细电解电火花线切割加工装置。
本实用新型加工装置包括机床床身、电解-电火花线切割装置、超声振动单元和工作台；机床床身上设有贮丝筒、主动轮、张紧装置、导轮支架；电解-电火花线切割装置包括固定工件的夹持装置、工件、主轴、走丝装置、电极丝、盛有电解液的工作液箱、辅助电极、电解-电火花电源；辅助电极接电解-电火花电源的正极，电极丝通过外部送丝装置接负极。
本实用新型简单易行，在保证精度和效率的同时降低了生产成本，可以广泛应用于各种非导电硬脆材料的微细加工中。
申请人：山东大学
地址：250061 山东省济南市历下区经十路17923号
国籍：CN
代理机构：济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：王绪银
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超声扰动电解液的微细孔电解加工精度研究
关键 词 ： 超 声扰 动 ； 电解加 工 ； 微细孔 ； 精 度
中 图分类 号 ： Ｔ Ｇ６ ６ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ —２ ７ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ３ ５—０ ４
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ａｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ — ｈ ｏ ｌ ｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｍａ ｃ ｈｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ
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现代 工 业 正 朝 着 精 密 化 、 微细化发展 ， 在 微 电
立式超声微细电解加工机床系统设计
1 绪论1.1电解加工技术概述1.1.1电解加工基本原理电解加工（Electrochemical Machining ，ECM ）是基于电解过程中的阳极溶解原理，并借助于阴极将工件按一定形状和尺寸加工成形的工艺方法。
加工中，工件和工具阴极分别接直流电源正极和负极，工件和阴极间保持很小的加工间隙，一般在 0.1～1mm 范围内。
电解液从加工间隙中不断高速（6～30m/s ）流过，以保证带走阳极溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。
加工过程中工具阴极和工件阳极不接触，具有加工不受材料强度和硬度限制、工具阴极无损耗、不会产生加工变形和应力以及加工质量好、生产率高等优点。
因此自电解加工问世以来，就受到制造业的广泛重视，被应用于加工机械加工困难的整体叶轮、叶片、炮管膛线等零件以及难加工材料成分的零件，还在锻模、齿轮和各种型孔以及去毛刺等方面取得广泛的应用。
随着整个制造业向精密化、微细化发展，工业产品设计中大量的微细结构对其制造精度和制造工艺提出了越来越严格的要求，电解加工技术面临新的发展机遇和挑战，在扩展新的应用领域、提高加工精度和稳定性、与其它加工技术的复合应用等方面，各国的研究人员都在进行更深入的探讨和研究。
电解加工的基本原理是电化学阳极溶解，如图1-1所示。
此种加工技术要求被加工的工件必须为导电材料，工具通常为紫铜、黄铜或不锈钢材料。
加工时，工件接电源正极，工具接电源负极，电源电压通常为5～20V ，加工电流密度为20～200A/cm2。
工具电极向工件低速进给，使阴极和阳极之间保持较小的加工间隙（0.1～0.8mm ），同时，使具有一定压力（0.5～2MPa ）的电解液从间隙中流过，这时阳极工件的金属材料被逐渐溶解，电解产物被高速流动的电解液带走，从而将工件加工成型。
(a) 加工开始 (b) 加工终止图1-1 电解加工原理简图Figure1-1 Scheme of ECM1—电解加工电源；2—工具阴极；3—工件阳极；4—电解液 根据法拉第第二定律，推导出电解加工中阳极工件成型规律的方程组，可写作：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∆==∆=-=R a R R U i v U i E U U ηωκηωκδ （1-1）上式中R U —间隙电解液中的欧姆压降（V ）；U —阴、阳极之间的电压（V ）；E δ—电解加工的阴、阳极电极电位值总和（V ）；i —电流密度（2/cm A ）；κ—电解液的电导率（cm ⋅Ω/1）；∆—电解加工间隙（cm ）；a v —工件的加工速度（s cm /）；η—电流效率；ω—被电解物质的体积电化学当量（s A cm ⋅/3）。
多功能超声加工机床开发及其关键技术研究的开题报告
多功能超声加工机床开发及其关键技术研究的开题报告一、选题背景超声加工技术是一种利用超声波振动将工件与刀具之间产生微小相对位移，从而实现加工的高效、高精度、高品质的新型加工技术。
其加工过程无需高温高压，加工表面光洁度高，材料变形小，寿命长，能够满足复杂结构、高精度、高难度的加工要求，成为当前先进制造领域的热点技术之一。
但目前国内外超声加工技术在研究和应用中所面临的一个主要问题是：超声波加工机床的加工精度、加工效率、加工质量等均不能满足高难度零部件的加工需求，这与目前高速发展的航空航天、汽车等领域对关键部件高精度加工的要求存在明显的矛盾。
因此，如何研究开发高效、高精度、多功能的超声波加工机床，并有效解决其关键技术问题，是当前亟待解决的重要问题。
二、研究目标本项目旨在研究开发一种高效、高精度、多功能的超声波加工机床，其中包括以下研究内容：1. 设计一种可实现多道加工工艺的超声波加工机床，满足不同工件的多功能加工需求。
2. 研究刀具与工件之间振动耦合效应，并进行动态稳定性分析，以提高加工精度和系统稳定性。
3. 设计并应用新型超声波传输机构和加工头，以提高工件加工效率和加工质量。
4. 研究加工过程中的超声波与工件之间的相互作用机理，以提高加工精度和加工一致性。
三、研究内容和方法1. 设计一种可实现多道加工工艺的超声波加工机床通过对不同工件的加工需求和超声波加工的原理进行综合分析，设计一种可实现多种加工工艺的加工机床，包括刮削、抛光、打磨等多道加工工艺。
2. 研究刀具与工件之间振动耦合效应采用有限元方法对刀具与工件之间的振动耦合效应进行分析，并进行动态稳定性分析，以提高加工精度和系统稳定性。
3. 设计并应用新型超声波传输机构和加工头研究新型传输机构的振动特性、传递效率等，并进行实验验证，以提高工件加工效率和加工质量。
4. 研究加工过程中的超声波与工件之间的相互作用机理对超声波在加工过程中与工件之间的相互作用机理进行分析和研究，确定影响加工精度和加工一致性的关键因素，并提出优化方法，以提高加工精度和加工一致性。
【精品毕设】超声波加工以及机床设计
1. 绪论1.1 论文的提出及其应用价值1.1.1 课题所属研究领域由于各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现，对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的问题。
对这些材料用传统加工方法十分困难，于是产生了特种加工技术，双面超声波加工就是其中一种。
超声波加工(USM)是利用超声波振动工具在有磨料的液体介质中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声波频振动进行振动加工，或利用超声波振动使工件相互结合的加工方法。
几十年来，超声波加工技术的发展迅速，在超声波振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声波复合加工领域均有较广泛的研究和应用，尤其是在难加工材料领域解决了许多关键性的工艺问题，取得了良好的效果。
超声波加工非常适合于加工硬脆材料，而且不会损害工件表面，所以是加工硅工件的理想方法[1]。
超声波加工方法是近50年来逐步发展的一种新型加工方法。
在难加工材料和精密加工中，超声波加工方法具有普通加工无法比拟的工艺效果，具有广泛的应用范围。
超声波加工技术横跨机械学、电学、和声学三个学科，因而可把超声波加工视为交叉学科[1]。
1.1.2 课题的理论意义和应用价值如今的一些材料，如硅晶体具有强度高、硬度高、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、比重低和自润滑等优良特性，已在电子、机械、能源、航空航天等众多领域显示出相当广泛的应用前景。
然而，硅材料的加工十分困难，尤其是对于具有复杂型面的硅材料零件至今尚无有效的加工手段。
目前硅材料的加工技术已成为制造业研究的热点。
材料的加工技术中，金刚石磨削方法只能加工简单型面的零件，而对于较复杂的型面，如有锐角要求的槽形零件和非回转体表面，就无能为力了；激光束加的微观裂工（LBM）技术虽然可用于硅零件的加工，但会使加工表面产生达50m纹，很难适应航空航天重要零件的要求；此外，由于硅材料电导率低且化学稳定性好的限制，使得电火花（EDM）及电化学（ECM）加工方法不适于加工硅零件。
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参考文献
参考文献：
[1]王建业，徐家文编著. 电解加工原理及应用[M]. 北京：国防工业出版社，2001.
[2]曹凤国. 超声加工技术[M]. 化学工业出版社，2005.
[3]黄春峰，赖传兴，陈树全. 现代特种加工技术的发展[J]. 航空精密制造技术. 2001，37（6）:14-20.
[4]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. 2001，6:1-5.
[5]李树尘，陈永编著. 材料工艺学[M]. 北京：化学工业出版社，2000.
[6]李红英. 超声电解复合微细加工技术基础研究[D]. 南京航空航天大学，2008.
[7]朱永伟，王占和，范仲俊. 制作微结构的超声复合加工机理[J]. 宇航材料工艺，2008，38（5）: 61-66.
[8]曹凤国，张勤俭. 超声加工技术的研究现状及其发展趋势[J]. 电加工与模具，2005，1: 25-31.
[9]鲍怀谦，徐家文，王昌田. 超声辅助纯水微细电解加工[J]. 山东大学学报: 工学版，2008，38（6）: 30-32.
[10]史先传，朱荻. 可重构电解加工机床研究[J]. 电加工与模具，2003，6: 10-19.
[11]赵旸，朱永伟，范仲俊等. 微细结构超声电解复合加工工艺研究[J]. 徐州工程学院学报，2008, 2: 10-17.
[12]徐玉明. 超声—电解复合微细加工应用基础研究[D]. 扬州大学，2007.
[13]孙德旭. 多功能微细加工数控平台研究[D]. 青岛: 中国石油大学，2007.
[14]李红英，云乃彰，朱永伟. 超声电解复合微细加工硬质合金试验研究[J]. 航空制造技术，2009（1）：68-72.
[15]王文斌. 机械设计手册[J].北京: 机械工业出版社，2004.
[16]张建华. 精密与特种加工技术[M]. 机械工业出版社，2003.
[17]汪星桥，盛伯浩，遇立基. 机床设计手册[J]. 1986.
[18]李洪. 实用机床设计手册[M]. 辽宁科学技术出版社，1999.
[19]Zhu D, Xu H Y. Improvement of electrochemical machining accuracy by using dual pole tool[J]. Journal of Material Processing Technology, 2002, 129(1):15-18.
[20]Andreas Albrecht, Manufacturing technology for turbine blades[J]. Manufacturing Technology. 2001, 7(1):10-14.
[21]Yan B H, Wang A C, Huang C Y, et al. Study of precision micro-holes in borosilicate glass using micro EDM combined with micro ultrasonic vibration machining[J]. International journal of machine tools and manufacture, 2002, 42(10): 1105-1112.
[22]Masuzawa T, Kuo C L, Fujino M. A combined electrical machining process for micronozzle fabrication[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 1994, 43(1): 189-192.
42。