【摘 要】
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电化学放电加工是一种新兴的非导电硬脆材料加工技术,由于加工过程中涉及电解反应、热熔和刻蚀反应,加工机理复杂,加工质量难以实现有效控制。为开发和提高电化学放电加工能力,本文采用高频电化学放电精密铣磨的方式,将金刚石磨粒披覆在钨钢电极上,对光学玻璃材料进行加工特性研究。目标是大幅缩短加工时间,改善加工定域性,减小加工出口的破裂现象和热裂纹。文章主要分为三个主要部分:第一部分为电化学放电铣磨加工实验平台
【基金项目】
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山东省自然科学基金面上项目“超声振动辅助微细电解电火花线切割加工机理及关键技术研究”，ZR2018MEE018； 中国博士后科学基金资助项目“旋转超声微螺旋电极电化学放电精密切割加工技术研究”,2018M630772；
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电化学放电加工是一种新兴的非导电硬脆材料加工技术,由于加工过程中涉及电解反应、热熔和刻蚀反应,加工机理复杂,加工质量难以实现有效控制。为开发和提高电化学放电加工能力,本文采用高频电化学放电精密铣磨的方式,将金刚石磨粒披覆在钨钢电极上,对光学玻璃材料进行加工特性研究。目标是大幅缩短加工时间,改善加工定域性,减小加工出口的破裂现象和热裂纹。文章主要分为三个主要部分:第一部分为电化学放电铣磨加工实验平台搭建,探讨其加工原理,从而指导加工参数范围:通过数学建模得到单次电化学放电能量,在此基础上采用ANSYS建立电化学放电能量传递仿真模型,可知软化深度范围5.51μm（650℃）～9.03μm（800℃）,结合加工间隙内气膜与液膜厚度的经验值,为使磨粒充分接触软化区选定几组合适的磨粒目数;之后建立塑性刮除条件下工件进给速度和电极线速度之比与相邻磨粒间距之间的关系。第二部分为高频电化学放电铣磨工艺规律研究,建立ABAQUS铣磨去除仿真,分析电化学放电铣磨相较于普通机械磨削在材料去除率、工件表面粗糙度及电极受力情况等方面的优势,为实际加工中的进给参数提供参考;采用单因素实验探究磨粒粒度、电源参数、进给参数等变量分别对加工工艺的影响规律,并完成阵列槽加工。第三部分采用正交实验的方法,确定最佳的实验参数组合,完成复杂典型结构的加工。通过实验可知电化学放电铣磨加工相比于常规电化学放电铣削大幅提高了加工效率、加工定域性和工件表面质量;并在工作电压37V、脉冲频率7500Hz、电极转速3000r/min和进给速度5μm/s的参数组合下完成了玻璃微结构——山东大学校徽图形的加工,证明了高频电化学放电精密铣磨的加工能力。
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