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电解去毛刺加工技术的现状与发展(下)
点击次数:2537 发布时间:2010-05-20

电解去毛刺加工技术的现状与发展(下)

 

1  机床
  (1)成形加工机床。
  由于受到数控机床、加工中心、高速加工机床等强力冲击,在民用工业领域,电解成形加工应用逐年萎缩,模具、叶片等传统优势领域基本失守。
  但是,随着国防工业的蓬勃发展,由于具有率、高表面质量、无残余应力、无表面再铸层、阴极无损耗等独特优势,电解加工在航空、航天、兵器等工业领域又重新焕发了生机。特别是在发动机机匣、叶片、整体叶轮、长筒零件、异型零件、炮管膛线等产品制造中,电解加工机床的需求较旺盛,针对上述零件的专用机床或主要用于特定零件的通用机床产量均出现了明显回升。
  早期的电解加工机床,其控制系统多为采用分离元件的继电系统或简易数控系统,其故障率高,稳定性差,使用寿命短,且控制柔性较差,自动化程度低。近年开发的电解加工机床,均采用了PLC或计算机控制系统,人机界面采用触摸屏。因而显著提高了设备的先进性能以及现场恶劣环境中运行的可靠性和稳定性。

 

2)去毛刺机床。
  近年来,由于对产品高品质的追求和电解去毛刺工艺的显著优势,在发动机燃油喷射系统等领域,针对发动机缸体等零件内部交叉孔口去毛刺,以及喷油嘴内盛油槽、退刀槽的小余量加工等,电解去毛刺机床市场需求暴发性增长,国内重点电解去毛刺机床厂家产品供不应求,产销两旺。国外进口机床数量也显著增长。
  以前国内生产的电解去毛刺机床与进口机床相比,主要在配套附属产品如电解产物处理、电解液参数控制装置等方面存在明显差距,但在设备完整性、可靠性、易操作性以及美观性等诸多环节均已取得长足进步。特别是现在苏州中航长风数控科技有限公司经过10多年的技术改进,现在技术已经取的突破,性能已可进口电解去毛刺机床相媲美了,就机床外观上还是无法和国外的比较。具体资料可参考的成功案例介绍。
  2  电源
  (1)毫秒级脉冲电源。
  由于制造成本与直流电源相差无几,近年开发的机床基本上配置了毫秒级脉冲与直流两用电源。旧设备改造时,除了针对特定产品的专用设备以外,也大多更换为脉冲电源。
  (2) 微秒级脉冲电源。
  目前,已开发了1000A、2000A的MOSFET脉冲电源工程化样机,主要性能指标如表1[1]。


  该电源解决了大电流快速换流所引发和派生的诸多技术难题,如:矩形波波形畸变,功率开关器件的过压击穿、过热烧损,快速短路保护等,有望用于实际生产。
  此外,多家研究机构还开发了不同类型的小功率微秒级脉冲电源,主要用于电化学抛光、微细加工等领域。
  (3)高频群脉冲电源。
  北京理工大学和合肥工业大学相继开展了高频群脉冲电源的研究。该电源可用于微细电解加工。群脉冲是经过主脉冲(高频)和调制脉冲(低频)相乘获得的特殊脉冲信号。高频群脉冲电源既能单独控制每一个脉冲的宽度,也可以控制一组内脉冲的个数,因而输出脉冲的波形灵活多变,特别适合于微细加工[20]。
  (4)双向脉冲电源。
  为了保持阴极工作表面的几何尺寸及物化性能的稳定,须利用双向脉冲电源的负半周电流来去除阴极表面的沉积。该类电源尤其适合用于深小孔的加工。

  展望
  近阶段,电解加工的研究重点及应用领域会主要集中在以下几个方向。
  1  电解微精加工的深入研究
  电解加工技术具有加工机理的独特优势以及在微精甚至在纳米加工领域进一步研究探索的空间,但还必须在自身工艺规律认识和完善的基础上不断创新。具体应关注以下几点:
  (1) 进一步完善硬件系统,如微进给系统及微控工作台的性能及可靠性的提升;加工过程自动检测与适应控制研发的深化。
  (2) 微精加工机理的研究。尤其是中、高频率脉冲电流条件下,微精加工电解反应系统动力学等方面的深入研究。如:脉冲参数(脉冲宽度及占空比)对加工效果的影响,流场的影响,冲液加工的可行性及相应的参数选择。
  2  脉冲电源的深化研发
  微秒级脉冲电源的工程化完善以及在工业领域的大力推广应用。纳秒级脉冲电源、群脉冲电源、逆变式脉冲电源的性能完善。
  3  电解加工机床
  电解加工机床(包括其控制系统)及电解液系统性能的进一步改善。精密加工、微细加工等新技术对电解加工设备提出了更高的要求,如:机床的高定位精度及低速进给的稳定性、电解液系统的高清洁度及参数的稳定等,这些都需要引起足够重视。

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