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关于MRR采用U形电极的电解加工,关于,mrr,采用,采取,采纳,电极,电解,加工
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【中文 18000 字】关于 MRR 采用 U 形电极的电解加工技术提交于机械工程学院由UMASANKAR MALLICK 要求应验论文机械工程系国家科技学院学报洛尔克拉 国家科技学院学报洛尔克拉证书这是为了证明论文题目， “关于 MRR 采用 U 形电极的电解加工 ”提交的技术由 UMASANKAR MALLICK 授予要求，部分履行机械工程学位，并在国家专业化“ 生产工程 ”技术研究所。在我的监督和指导下洛尔克拉（视作大学）进行了一个真实的工作，据我所知，这论文还没有提交给任何其他大学/学院奖的学位或文凭。日期： C.K.BISWAS 博士机械工程系技术研究所洛尔克拉 -769008致 谢我想表达我最诚挚的感谢，感谢机械工程系 C. K.比斯瓦斯助理教授，在洛尔克拉的指导下我的论文报告得到通过，也为论文做了充足的准备。当然，我的论文报告能够顺利进展与他的建设性的建议和批评密不可分。我衷心的感谢机械部工程主管，NIT，RK Sahoo 教授及洛尔克拉为我提供该部门的必要设施。也感谢机械工程学系全体工作人员，机械车间的所有工作人员和我的所有祝福者的启发和帮助。我表示衷心的感谢慕克吉先生在实验工作过程中及时的帮助。我感到高兴和荣幸地履行我父母的志向，我非常感激他们在 ME 轴承的工作过程给予我的帮助。日期 - UMASANKAR MALLICKROLLNO-207ME204摘 要非传统加工已经发展到金属工程材料，复合材料和高科技陶瓷，具有良好的机械性能和热特性以及足够的导电性。电解加工在 19 世纪 50年代 后期开发，已接受世界各地的制造标准流程，并且能够精确地加工几何形状复杂的或坚硬的材料，如热处理，工具钢，复合材料，超级合金，陶瓷，碳化物，耐热钢等，被广泛应用于模具和模具制造行业，航天，航空和核工业。理论金属阳极溶解原理是评估来自电极材料去除最公认的数学模型，在电化学加工过程中如果两个合适的金属柱被放置在一个传导性电解质和一通过它们直流电流，正极的金属就会枯竭，它的材料是沉积在负极区。保持有鉴于此，目前的工作已经进行到通过一个阳极极化电化学溶解的工作，寻找用一块 U 形管状铜电极去除材料。在实验中，AISID2 钢被用作标本进行实验，研究加工参数，如影响进料速率，施加的电压，导电率和流速对切口在长度，宽度和高度的定腔。目 录 第页 证书 i致谢 ii 文摘 iv 数据列表 v目录表 vi第一章1. 引言 11.1 背景 11.2 ECM 的原则 41.3 电化学加工的收益 41.4 ECM 分类方法 71.4.1 电解磨削 71.4.2 电化学车削 71.4.3 电化学铣削 71.4.4 电化学线切割 81.5 ECM 机床的结构和参数 91.5.1 伺服系统 91.5.2 刀具进给速度 101.5.3 电解液 101.5.4 温度控制 101.5.5 工具设计 111.5.6 材料去除率 111.5.7 表面处理 11 1.6 ECM 特性 12 1.6.1 ECM 优势 121.6.2 ECM 缺点 131.6.3 ECM 应用 13第二章2.文献调查 162.1 在视图上的 MRR 参数和 MRR 效果 162.2 查看工具设计 192.3 视图上的微 ECM 202.4 目前工作的目的 23第三章3.实验工作 243.1 实验装置 243.2 制作的盐水溶液 293.3 工件材料的规格 303.4 加工的方法 313.5 电极设计 343.6 钳口设计 383.7 样品计算 433.8 结论 46第四章4.结果与讨论 464.1 实验与讨论分析 464.2 对锻塞重量影响 514.3 对超过切（GL）影响 544.4 对超过切（GW ）影响 574.5 对超过切（GH）影响 59第五章5.结论 63第六章 6.参考 64第七章7.参考书目 69 图清单图 标题 第 页1.1 ECM 反应 31.2 ECM 示意图 61.3 型腔加工 141.4 3D 分析 141.5 钻孔 151.6 钻孔套料 153.1 ECM 原理图 253.2 ECM 的组成 263.3 控制面板 273.4 电解液室 283.5 电解加工工具样品 293.6 第一步削减 333.7 第二步削减 333.8 第三步削减 343.9 电极的第一步和第三步设计 363.10 电极的第二步设计 373.11 第二步的 U 形电极 383.12 第一步和第三步的 U 形电极 383.13 工件加工后运行 1 和 2 413.14 工件加工后运行 3 和 4 413.15 工件加工后运行 5 和 6 423.16 工件加工后运行 7 和 8 424.1 主要影响 MRR(平均) 47 4.2 主要影响 MRR 的 SN 比 484.3 MRR 的散点图 494.4 主要影响 MRR 有效的（平均） 504.5 主要影响 MRR 有效的 SN 比 514.6 主要影响锻塞重量（平均值） 524.7 主要影响锻塞重量 SN 比 534.8 主要影响 GL（平均值） 554.9 主要影响 GL SN 比率 564.10 主要影响 GW（平均值） 574.11 主要影响 GW SN 比率 584.12 主要影响 GH（平均值） 594.13 主要影响 GH SN 比率 60 表格清单表格 标题 第 页1.1 ECM 规范 123.1 描述的工件材料 303.2 机械和热性能 313.3 材料组成 35 3.4 因素水平 39 3.5 L8 数组表 393.6 观察表 40 3.7 响应表 454.1 MRR 钳口分析表 484.2 MRR 有效钳口分析表 514.3 锻塞重量钳口分析表 534.4 GL 钳口分析表 564.5 GW 钳口分析表 584.6 GH 钳口分析表 604.7 GL 方差分析 614.8 GW 方差分析 614.9 GH 方差分析 61第一章 引言 1.1 背景电解加工(ECM)是一种非传统的加工过程属于特种加工电化学的范畴。ECM 是电化学电镀或沉积的过程，因此 ECM 可以认为控制阳极溶解在原子层面的工作导电的形块，高电流在相对较低的流动电位差中通过中性的电解液盐溶液。新概念的制造业使用在非常规能源如声音,光,机械、化工、电气、电子和离子。随着工业和技术的增长,发展难以加工材料得到广泛应用，如航空航天、核能工程等行业，由于其高强度重量比,硬度和耐热性的品质已经见证了。新领域材料的发展，已导致工程金属材料、复合材料和高技术陶瓷具有良好的力学性能和热特性以及足够了导电性,使他们可以很容易地由电火花腐蚀进行加工。非传统机器加工已经发展出这些奇异的材料和加工流程,他们不采用传统的金属工具删除,而是直接使用其他形式的能量。高复杂性的问题形状、大小和更高的需求可以通过产品精度和表面光洁度非传统的方法。目前,非传统过程拥有几乎无限的功能去除体积材料。随着去除率增加,成本效率的操作也会增加,刺激更大 的使用非传统加工。电解加工(ECM)是控制电解池的工件阳极和工具阴极切除金属的阳极溶解。电解液用泵通过工具和工件之间的间隙传送,形成直流电通过离子溶解金属工件。ECM 是广泛用于加工在工作涉及复杂的形状和机器很难加工或者那些困难的材料，机器不可能通过传统的方法加工。它现在通常用于加工航空航天部件,关键的去毛刺,燃油喷射系统组件,军械组件等。ECM 也是最适合制造各种类型的模具。ECM 是首次为教育机构开发的,经过多年的经验和专业知识证明电化学加工技术的各个方面优越性。设有强大的建设、可靠、先进的技术、用户易于操作维护，在设计中采取操作安全的模式。工件被固定在夹具上。在加工室中，被密封的任何电解液的泄漏都是有是腐蚀的。工具被带到与按钮提供的控制面板和表上帮助工作附近起重安排，特别是保持差距。该工具的进给是由伺服电机和微控制器可编程驱动器控制。然后设置工具进给速率、电压、计时器,自动/手动模式等。这个过程始于一个电解液流的存在,流量在特殊泵灌装阳极(工件)和阴极(工具)的差距图 1.1 所示，电解液流量控制阀调整流量。工具的加工是通过下沉形成的副本，工作期间复杂的控制面板负责的机器过载损害和短路保护，小加工区域的供应 30 分钟到一个小时内加工。 电解加工程序阴极（刀具）的设计已经困扰有限的适用性，不准确，没有收敛,最小二乘法的模拟阳极（工件）偏离所期望塑造，产生了一个预定义的表示参数唯一地确定一个最佳的阴极形状。阴极形状的设计，生产各种阳极的形状，甚至与阳极型材几乎不连续的斜率都已经获得。ECM 的初始阶段 ECM 的稳定阶段图 1.1 ECM 反应电解加工的材料去除在过电压的情况下进行了分析，导电性的电解 质溶液。电解质在电解加工中三大主要功能：它存在于当前的工具和工件之间;消除来自该反应的产物;并带走操作中产生的热量。用于 ECM 的所有常见金属及合金常的电解质是氯化钠（NaCl）的水溶液。当供应接通时，负离子 CL 移向阳极。他们的反应与工件和形成盐溶解在电解质中。因此，如果是钢（Fe）和电解质是常见盐（NaCl ）反应发生在阳极处。据观察，过电压是平衡间隙和工具的进给速率非常敏感。材料由于增加了过电压和降低电流效率，去除率减小其直接关系到电解质溶液的导电性。它是观察到的校正电流密度总是大于实际的电流较低。计算出的材料去除速率被发现是 57。1.2 电解加工原理电化学加工是基于法拉第和欧姆定律。在这个过程中,电解质电池是阳极(工件 )和阴极 (工具)中的电解液。金属被控制的阳极溶解是法拉第电解定律。当电极连接到 20 v 电力供应源,建立了电流电解液，由于带正电荷离子被吸引向阴极,反之亦然，在阴极电解过程羟基离子被释放与阳极的金属离子结合,形成不溶性金属氢氧化物。因此,金属的形式被污泥和电解池中沉淀。这个流程将继续,直到工具产生了形状的工件。1.3 ECM 步骤在 ECM 中，在电极处会发生反应，在阳极上或工件在电解质中反应如下。让我们举一个加工的低碳钢例子,这主要是含有铁的铁合金。钢的电化学加工通常以氯化钠（NaCl ）的中性盐溶液作为电解质。电解质和水发生离子离解，如下所示作为电势差被施加。作为电位差工件（阳极）和所述工具（阴极）之间施加的正离子移向工具和负离子移向工件。因此，氢离子会远离正极（工具）和氢气作为电子：同样在阴极，铁原子会来的阳极（工件）的列：电解质铁离子会与氯离子结合，形成氯化铁和类似的钠离子会与氢氧根离子结合形成氢氧化钠。在实践中 Fecl2 和 Fe（ OH）2 将形成并以污泥的形式得到沉淀。这种方式，可以指出，该工件逐渐加工并得到析出的污泥。而且没有涂覆在工具中，只有氢气演变的工具或阴极。图 1.2 描述了电 - 化学反应示意图。为材料去除发生由于原子能级的解离，其加工面的优良的表面光洁度并强调自由。 图 1.2 电化学反应的示意图反应在阳极： 反应在阴极：它表明，只有氢气在阴极，不会有沉淀1.4 ECM 的分类过程1.4.1 电化学磨削过程在电化学磨削过程中金属被移除分解和磨损。在这一过程中电极轮旋转接近工件,细金刚石颗粒在金属基体表面略突出在接触工作表面有很少的压力，工件连接到正极端子和车轮负极的终端，因此工件和车轮之间形成电流。轮及其主轴在磨削过程中,非连续流腐蚀性盐溶液是通过工件和工具,它既是电解质又是冷却剂。这个过程是最适合旋进磨硬质合金。研磨压力非常小是由于磨削裂纹等缺陷的回火的作用、转换层和尺寸控制，消除准确性的 0.01mm 可以通过适当的选择砂轮粒度和磨料粒子。 1.4.2 电解加工车削过程在此过程中，机器具有车床和金属的运动移除工具，阴极是由电解质的膜从旋转的工作表面（阳极）隔开。适当形状的工具能在非常短的时间内生产出硬质金属的所需形式。1.4.3 电化学铣削加工这是蚀刻工艺的一种形式。在这个过程中作业首先要正常清理。然后某种防止涂层被施加在其上是不能被加工的特定部分。该预防性涂层是乙烯基塑料。这个帮助被施加模板，该作业是暴露于蚀刻材料，时间取决于要除去的金属和化学试剂的强度。该金属是由化学金属的转换中，以除去金属盐。材料去除速率主要取决于所选的蚀除剂。如果金属是在快速除去或增加某些腐蚀剂蚀除，表面光洁度就会下降，更会发热。因此腐蚀速率被限制在 0.02 至 0.04mm/min 每分钟。这个过程可以做复杂形状的图案，但大部分依赖于操作者的技能。它主要用于在飞机制造业。然而蚀刻深度非常少，它主要用于压花，压印，雕刻操作。该工具设立成本低。加工完成生产无毛刺。甚至可以出处理薄金属片而不失真。脆性材料可以容易地进行处理。这个过程适合用于生产印刷电路，其中电路的基本接头 S 由薄金属条带附着到绝缘相，这些电路是由绝缘性所产生板面临着一层薄铜。铜涂有光敏抗蚀剂和想象一下所需的电路被照相印刷在表面上，蚀刻去除所有不需要的铜。蚀刻具有不非常强的腐蚀性，因此，该方法设备必须保持从蚀刻及其他经营设备的安全。1.4.4 电化学线切割电化学线切割过程中使用的是金属丝作为工具阴极和工件去除金属片为阳极。工件可通过它与金属丝之间的相对移动的形状获得。该过程类似于金属丝放电加工，这个过程被认为是最适合于在一个或两个方向精细钻孔，扁线似乎在过去更好的选择圆截面。与传统的 ECM 相比，这个过程有一个有限的进给速度，该进料速率取决于丝和工件的直径的宽度。这个过程适合超精加工，其精度可以达到 0.15um。这个过程是非常适合用小工件尺寸，电源消耗低，刀具系统便宜。材料的去除速率是可以精确控制。表面光洁度受进给速度，工件转速关系的参数和电解质的流速影响。1.5 ECM 机床的结构和参数电化学加工（ECM）是在受控去除金属的阳极溶解的电解槽，其中所述工件是阳极和工具是阴极。电解质是通过在工具和工件之间的间隙泵送，而直流电流被传递通过以溶解工件金属。ECM 被广泛用于加工复杂的形状和非常坚硬的机器或坚韧的材料，这些材料是很难或不可能的通过传统的机器加工。人们现在经常用于加工航空零部件，关键去毛刺，燃油喷射系统部件，弹药部件等，ECM 也用于制造各种类型的模具。首次 ECM 被用于教育机构的发展，经过多年的经验和专业知识证明的电化学加工技术的各个方面。集合起来了结构坚固，可靠和先进的技术，人性化的操作和易于维护。同时通过提供各种各样的设计为操作者的安全特别关心。伺服系统 伺服系统控制刀具的运动相对于工件以遵循期望的路径。它还控制在这样的范围，该放电过程可以继续于该间隙的宽度。如果工具电极移动过快与工件接触就会发生短路。因为电极间的电压降小，并且该电流是由发电机限制。如果工具电极移动速度过慢，差距变得太宽，放电永远不会发生。伺服系统的另一功能是退刀，当检测到的加工间隙的宽度不能在被测量机械正常加工，都需要伺服系统控制的其他变量做出相应的指令。 1.5.2 刀具进给速率在 ECM 过程中间隙约为 0.01 0.07mm 保持在工具和工件之间，或更小的间隙，该工具与工件之间的电阻是最小而电流最大，因此达到最大的金属去除。该工具进料速率的工作取决于如何快速的移除金属，刀架滑台的运动由液压缸在一定范围内进行控制进料速率1.5.3 电解质电解质在电解过程中是必不可少的。除了除去热切削区以高电流流动产物，它也承载高电流和去除加工的产物。电解液泵在约以14kg/cm，速度以 30m/s 供液。不断的补充电解液，绝不允许达到沸点，因为它会妨碍电流流动。电解液应该是具有高的电导率，并且是化学活性足以引起金属切削，不是很有腐蚀性，必须具有良好的化学稳定性的电解质。1.5.4 温度控制由于电解液的电导率在温度范围内变化，它必须合理地保持恒定，否则加工间隙的平衡会改变。它可以是低电解液的温度导致低金属切除率和高温导致电解液汽化，它大约维持在( 25-60 )C。1.5.5 工具设计由于没有刀具磨损发生，任何良好的导体都是理想的刀具材料，但它必须是设计强大到足以承受静水力，引起电解质被迫在高速通过刀具和工件之间的差距。该工具用于钻孔，以便该电解质可沿孔传递。必须避免气蚀，停滞和涡流的形成在电解液流中，因为这些会导致 表面光洁度差，影响该作业所需要的形状和实现对给定的加工条件的形状。1.5.6 材料去除率由进料速率的函数决定了当前的工件和工具之间的间距。如该工具和工件差距减小，电流增大从而增加更多的金属进在对应于刀具前进的速率。刀具和工件之间的稳定间距是这样建立的，高进给速度，不仅是生产力，而且产生最佳表面光洁度。但是进料速率通过除去氢气和产品的有限加工，金属切除率较低，电压低，电解质浓度低和温度低。1.5.7 表面处理0ECM 可以通过工具或工件旋转产生的 0.4um 的表面光洁度。工具上的任何缺陷面对工件生产都是复制品。因此刀具表面应打磨，终点是较硬材料。为了获得最佳的表面光洁度，谨慎电极设计，最大进给率，和表面的电解质添加剂的选择。低电压减小平衡加工间隙，并导致更好的表面光洁度和公差控制。低电解质浓度降低了加工间隙，并给出了更好的表面光洁度。低电解温度也有利于更好的表面光洁度。1.6 电解加工特性研究过程在电解材料去除金属阳极溶解的媒介。它包括利用 ECM 和应用ECM 。表 1.1ECM 规范工具 铜，黄铜或钢电源 恒压 5-30v 直流当前 50-40,000 放大器材料去除率 1600mm3/min能耗 7w/mm3/min电解液 中性盐，盐水洗涤溶液精度和表面光洁度 0.02mm，0.4um应用 加工硬质材料局限性 高比能量消耗机械性能 无应力加工，减少刀具磨损表面性能 无热损伤1.6.1 电解加工的优势电解加工是一种很有前途的选择，传统的机械制造工艺达到的技术以及经济限制，如今，ECM 被确立为毛边去除，形成制造及喷气发动机零件钻孔。考虑到这些优点，电解加工是一种合适的技术加工机械硬切削材料，如金属碳化物或金属陶瓷。1 无机械应力冲击到加工工件。2 无热工件的冲击。3 去除速率不是由该材料的硬度和韧性的测定。4 没有进程的相关刀具的磨损。5 多功能性的复杂几何形状的加工。6 没有毛刺的形成。11.6.2 电解加工的劣势1 高能量的消耗。2 不适合用于非导电片。3 初始工作成本高。1.6.3 应用电解加工ECM 技术，通过相同的电化学原子水平溶解去除材料。因此，材料的去除速率或机加工是不依赖于机械加工材料的物理性能。它仅依赖于原子量和化合价工件材料，它应该是导电的。因此， ECM 可以加工高硬度，高强度，甚至任何导电材料的工件。此外作为 ECM 原子水平的溶解，表面光洁度极佳以加工表面无应力，没有任何热损伤。ECM 被用于：加工型腔(图 1.3)分析和仿形 (图 1.4)开孔(图 1.6)磨钻(图 1.5)微加工图 1.3 加工型腔2图 1.4 3D 分析图 1.5 钻图 1.6 开孔3第二章 文献综述选择 MRR 相关论文,我们大致分三个不同的类别,即相关材料去除率和 MRR 参数效果、高亮显示与工具设计和微 ECM 相关论文。 2.1 概述对 MRR 和 MRR 参数的影响B.巴氏等人 1 曾报道称，电化学微加工（ EMM ）看来是有前途的，因为在许多领域未来的微加工技术应用程序，它提供了几个优点。合适的微型刀具的振动系统已经很发达了，微型工具振动单元等的开发系统被成功地用于控制材料去除率（ MRR ）以及加工精度满足微细加工的要求。微孔已经生产的薄铜片 EMM 与不锈钢微型刀具，实验已经进行了调查工艺参数，如微刀具的振动频率是最有效的值，振幅和电解质浓度制备高精确度微孔。乔 AO Cirilo 达席尔瓦内托等人 2 本文显示在干预变量的研究电化学加工（ECM ）材料去除率（ MRR ） ，粗糙度和过切的研究。在实验过程中四个参数发生了变化：进给速度，电解质，所述电解质和电压的流速。两个电解溶液：钠氯化物（氯化钠）和硝酸钠（硝酸钠） 。结果表明，进料速率为主要影响材料去除速率的参数。SK Mukherjee 等人 3 探讨了电解质氯化钠载流过程中的作用，电化学加工在光翁萨格方程一块还有研究分析强电解质，过电压计算方面的平衡差距和渗透率，显示只有一个狭窄的范围内的平衡差距和普及率都可以受理。KP Rajurkar 等人4 关于电化学加工的主要优点讨论（ECM）的过程中，如高的材料去除速率和光滑无损伤加工面，往往是尺寸偏移的控制。本文提出的 ECM 控制模型基于基本的动力学计算 ECM 过程的动态本质。该方法被应用到它改造成控制模型适用于一个 ECM 基于在数字计算机上的控制系统。模拟已用于模型验证和控制器的设计。S.K.慕克吉等人 5 铝合金工件的材料去除率（ MRR ）有用 NaCl电解液在不同电流密度电解加工获得并与理论值进行比较。它也被认为，电解液的电阻溶液随电流密度急剧降低，同时过电压系统先增大后达到一个饱和值随电流密度。V.K.耆那教等人 6 曾报道，电化学电火花加工（ ECSM ）过程中一直成功申请使用控制进料的石英切割和楔形刃的工具。只阴极可以作4为一种工具，即 ECSM 带反极性（ ECSMWRP ） ，以及与 ECSM 直接极性（ ECSWDP ）已经被用来加工石英板。在 ECSMWRP ，由于化学反应在阳极（作为一种工具）与工件的界面上形成。该切割是可能的，即使我们做的小尺寸辅助电极。K.L. Bhondwe 等人 7 ，本文试图开发用于计算的热模型材料去除率（ MRR ）ECSM。首先，温度范围内的区域分布得到与有限元法（FEM ）的影响。该节点对估计 MRR 温度起着重要的作用 。所开发的基于有限元热模型被发现是在精确度与实验结果的范围内。在 MRR增加已发现增加而增大的电解质浓度。S.库马拉等人 8铝工件的材料去除率（MRR）讨论已用 NaCl 电解液在不同电流电化学加工得到密度。电解液的电阻随电流急剧下降密度。该系统的过电压最初增加，然后达到一个饱和值随电流密度。V.K.Jain 等人9已经表明，电化学电火花加工（ECSM）进程一直为低机能力的高强度不导电的加工有用材料。在本工作中，电化学放电被建模为一个现象类似于发生在电弧放电阀。火花能量和大致顺序氢气泡直径由阀提出理论计算。材料去除率是由一个非稳态热传导问题的建模问题进行评估。RV 等人 10 讨论了有关的重要过程参数的值电化学加工过程，例如刀具的进给速率，电解液的流速，并在优化的工艺性能的措施施加的电压起到显著作用。这些包括尺寸精度，工具寿命，材料去除率，和加工的成本。在本文中，粒子优化算法被呈现给发现过程的最佳组合参数用于电化学加工过程。考虑的目标是精度，工具寿命，材料去除速率。B. Bhattacharyya 等人 11 曾强调，数学的发展特点模型相关联的各种加工的互动和高阶的影响参数。即金属去除速率和过切现象，通过响应面法（RSM ） ，通过实验所得到利用相关的实验数据。本文还强调了数学模型，分析各种方法的效果参数对加工速度和过切现象。这些参数可在使用实现金属去除率和最优的最小过切效果最大化的形状特征精度。2.2 概述模具的设计玉明周等人 12 讨论了阴极（刀具）的设计用电解加工。本文实际开发和测试一种新的方法来这个的问题，由内采用有限元法克服了这些困难优化配方。最小二乘最小化模拟阳极的偏差的（工件）从所期望的形状进行，产生在预定义的一组参数表示，它唯一确定一个最佳的阴极5形状。耶日科扎克等人 13 讨论了有关的理论和实验研究在阳极工件进口形状特征尺寸之间的关系表面的阴极工具电极的给定的加工条件下的微特征是呈现。本研究包括的槽，微型孔电化学复制的研究，槽和绝缘槽的功能。微 ECM 的限制条件被认为是从视图的复制和使用非异型工具电极微整形的点。为提高 ECM 过程的微机械加工的功能，超短脉冲的应用当前和超小的差距大小推荐。K.P. Rajurkar 等人 14 表明，ECM 方法现在越来越多地在其它应用在需要部位与难切削材料和复杂的几何形状等行业。在这种纸的最新进展进行了讨论，并在细胞外基质的开发及相关的主要问题研究被提出。发展模具设计，脉冲电流，微整形，整理，数字控制，环境问题，混合方法，以及最近的工业应用程序，都包括在内。J.A. Westley 等人 15 讨论了有关研究电解液流。本文试图识别因素，如绝缘要求，而且可能涉及到机械加工的脸考量其他 ECM 成分。这些意见将利用生产的时候随后 ECM 电极。在本文的工作已经进行了适应新电极为铸造浇口去除过程。春华孙等人 16 强调了有关刀具形状的精确预测电化学加工（ECM ） 。本文提出了利用有限元方法的方法（ FEM）在 ECM 设计工具。这种方法是能够设计三维自由形状从已知的工件的扫描数据表面的工具。它具有较高的计算效率，良好的精度和灵活的边界处理，而不需要迭代过程。2.3 概述微 ECM H. Hochenget. 等人 17 报道了有关的金属表面上侵蚀数百微米的孔。还讨论了实验变量，包括影响电解电压，电解质的摩尔浓度，并在电极的间隙的时间量加工孔的材料去除和直径。实验的结果表明，该随着电电压的材料去除率增大，电解质的摩尔浓度。五库卡尼等人 18 讨论了微型当前趋势和技术制造零件。本文试图建立一个可行的快速微加工过程，重点是在分层制造中使用电化学火花（ ECS ）的微米。 SK 慕克吉等人 19 报道了在电化学材料去除率加工使用过电压和电导率 OFTHE 电解质溶液。据观察，过电压起着重要的作用的平衡差距和刀具进给速度。材料去除率减少由于增加了过电压和降低电流效率，这是直接涉及到电解质溶液的导电性。6AKM Silva 等人 20 讨论了电化学加工（ECM ） ，这是用来实现精度小于 5um，表面光洁度 0.03msRa 通过使用脉冲功率更好相对较短的持续时间（ 1 - 10us）和窄电极间的差距（ 10 - 50us） 。该狭窄的间隙使这一过程更加复杂。实践模型来预测和优化的工艺参数，如溶解效率，电流密度，电解质浓度和脉冲持续时间，在狭窄的缝隙。K.L. Bhondwe 等人21 写了关于电化学加工（ ECSM ）和电火花加工（EDM ） ，它显示了类似的 ECM 和 EDM ，ECSM 能够加工非导电材料。本文试图建立一个热模型为材料去除速率（ MRR ）的使用ECS 的计算。基于有限元法开发热模型被发现是适合于该实验的结果。在 MRR 增加被发现用增加电解质浓度增加，由于钠钙玻璃工件 ECSM材料。憨森等人22 讨论了电化学加工工艺提供钻孔宏观和微观孔异常光滑的表面和合理的可接受锥度在许多工业中应用，特别是在航空航天，电子，计算机和微机械等行业。也是本文的亮点大概就像喷气电化学钻孔的钻孔过程中发现接产中大量的优质洞难加工材料。本文重点介绍了最近的事态发展，新趋势和的影响通过这些方法生产的孔的质量的关键因素的影响。BH Kim 等人23讨论了微电化学加工（ECM ）使用超短脉冲。 0.1M 的硫酸作为电解质和三维微结构进行机加工在不锈钢上。在本文中它显示了如何防止锥度，通过使用圆盘型电极。至提高生产率，多个电极被应用和多个结构进行加工同时。由于工具电极的损耗可忽略不计在ECM 中耶日科扎克等人24报道，这项研究包括电化学研究复制插槽，迷你孔，槽和槽绝缘功能的。的限制条件微 ECM 是从视图复制和微整形的点使用非考虑异型工具电极。为了提高 ECM 过程的微机械加工能力，本应用超短脉冲电流和超小的差距大小推荐这也是要点在本文中讨论。M.S.Hewidy 等人。 25讨论了电解加工的实际应用。通过采用低频率的振动，以在电解加工工具电极，我们可以提高精度和质量的加工表面。本文提出了一种分析接近建立数学模型来评估的金属切除这一机制小说和混合技术。输入参数和加工条件对效果刀具振动的 ECM 效力期间已采取到帐户。M.科克等人 26 曾报道了超短电压脉冲的应用电化学反应，可用于纳米精度，并允许高电化学活性材料的精密加工。根据平均电势工具和工件，工件的整体腐蚀和相对反应的位置的工件的溶解可以得到控制。7硒炫阿娜等人 27 讨论了关于电化学加工中的罕见应用微加工，因为电场的本地化。在这项工作中，超短脉冲几十纳秒的时间都用于本地化溶解区的电压，脉冲的影响持续时间，并且在定位距离的脉冲频率进行了研究。高品质的微孔与 8um 直径的钻，钻上 304 不锈钢箔用来作为工作的 20um 厚片。2.4 目前的工作目标本研究的目的是试图找出使用电化学加工盲孔的 U 形管状铜电极。工件材料是 AISI D2 钢和选作研究加工参数，进给速度，直径电极，流速和电解质的导电性，以钳口的设计方法穿过工件，工具上的电压保持恒定。8第三章 实验工作试点作品简介:在这一章我们将讨论关于实验的组成，实验设置,选择工件的材料,电极的设计,制作电解溶液使用钳口设计和形成因素。通过这一切在信息我们将计算出材料去除率。 3.1 实验装置在这个实验中的整个工作已经进行了电解加工，它是有供应 - 415 V +/ - 10，3 相交流电 50HZ。这将是本章所讨论的三个主要子系统。1 .加工单元2 .控制面板3.电解液循环这样的机电组件是一个坚固的结构，具有精密相关机加工零件，工具的伺服电动垂直向上/向下运动，电解质配送安排，固定工作副，工作台升降机构和坚固的支架。所有外露部件有经过适当的材料选择和涂层/镀层的防腐蚀保护。技术资料工具区 - 30。跨头行程 - 150。保持架 - 100孔径50深100宽度。刀具进给电机 - 直流伺服型。9图 3.1 电解加工示意图图 3.2 ECM 设备控制面板该电源是大电流电机，电力电子的完美结合，并精密可编程微控制器为基础的技术。由于机器工作在非常低电压，还有在操作过程中的任何触电丝毫不敢大意。如图 3.3 中所示。10技术参数：电力输出等级 - 0300AM。 DC 从 0 电压 - 20 V。效率 - 超过 80更佳的局部和全负荷状态。功率因数 - 大于 85 更好。保护功能 - 过载，短路，单相。操作模式 - 手动/自动。定时器 - 0 - 99.9min。机床进给 - 0.2 至 2mm/min。Z 轴控制 - 正转，反转，自动前进 /后退，通过微控制器。电源 - 415 V +/ - 10，3 相交流电，50HZ图 3.3 控制面板电解液循环系统：所述电解质是通过耐热涂层内衬耐腐蚀的泵供给到该作业。使用了电解质返回到油箱。该氢氧化污泥产生会沉淀在容器的底部很容易地排出。电解液供应由流量控制阀管辖。额外的电解质是传递到罐中。水提供了独立的沉降和稀释，所有配件是不锈钢的耐腐蚀材料。11图 3.4 电解液室典型的工具图 3.5 样品的 ECM 工具3.2 盐溶液或电解液在 ECM 过程中的盐水溶液的制作在材料去除中起重要作用。盐水洗涤溶液的制备是通过保持加入食盐和电导率的水。因此，我们必须采取盐溶液电导率的帮助用仪器计算该溶液的电导率。我们必须保持它通过了实验，以保持正确的材料去除率。在这个实验中 37.5g 盐以及 75g 的盐样品在 1000ml 的水来测量在室温下的溶液的电导率和导电性，发现是 63.28ms/cm 和 110ms/cm。电导率的测定在整个实验后进行。3.3 工件材料工件材料： AISI D2 工具钢。电化学加工（ECM ）发展到加工高强度，耐热合金，难以用其他方法加工的领域。在 ECM 过程中工件通过电解池，电解质被泵向工具（阴极）当电位差被施加，电流流作使用电化学反应的结果发生在两电12极的表面上。在阳极表面上的反应除去材料由金属原子的氧化，而在阴极表面是氢还原反应。对于我的实验中，我们选择了 AISI D2 钢的工件。工件具有尺寸为 100mm，直径 60mm 的厚度。对 4 个 AISI D2 的材料进行了实验，在每个工件空腔进行保持长 35mm ，宽为 45mm，与 25mm尺寸的高度。和相应的材料去除率是通过采取工件的初始和最终重量之前和计算验后。表 3.1 描述的工件材料类别 钢类 工具钢类型 高碳，高铬冷作模具钢名称 德国：DIN1.2379意大利：UNI KU英国：理学士屋宇署美国：ASTM A681，FED QQ-T-570，SAE J437，SAE J438，UNS T30402表 3.2 机械和热性能参数 值密度（1000kg/m3 ）在 25C 7.7泊松比 0.27-0.30弹性模量（GPa） 190-210热膨胀系数（10-6/C）在 20-100 10.4表 3.3 材料组成元素 比重值碳 1.40-1.600.60硅 11.00-13.00镍 0.30镆 0.70-1.20钒 1.10钴 1.00铜 0.25磷 0.0313硫 0.033.4 研究方法加工第 1 步：所有参数的设置在控制面板和设置工件后，通过使用 U 形电极开始。在此步骤中工件保持在水平位置，并通过使用从中心位置的垂直的 U 形电极的切割开始。我们应该非常小心，使得尖端不应该接触电极的表面上。U 形电极应渗入到为 25mm 的工件的长度。那么我们有停止的过程中，我们必须去做第 2 步，图 3.6 描述步骤 1。第 2 步：重新定义的所有参数都在控制面板中进行设置。现在的工作位置被从水平改变为垂直位置。以同样的方式改变电极。在此步骤中电极切断工件以垂直的方式，即电极来源于顶部位置到所述工件的底部。在这里，电极必须削减为 35mm 长度的距离在工件上。在某些进料的全过程工件的切削时间率被记了下来。我们必须去做第 3 步，图 3.7 的步骤 2 中。第 3 步：在完成步骤 2 之后再相应实验中的所有参数的再设定控制面板。我们必须在工件再次放置在水平
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