超声电解复合加工机床设计开题报告

课题背景：

几十年来，超声加工技术的发展迅速，在超声振动系统、深小孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声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。众所周知，在相同的要求及加工条件下，加工孔比加工轴要复杂得多。一般来说，孔加工工具的长度总是大于孔的直径，在切削力的作用下易产生变形，从而影响加工质量和加工效率。特别是对难加工材料的深孔钻削来说，会出现很多问题。例如，切削液很难进入切削区，造成切削温度高；刀刃磨损快，产生积屑瘤，使排屑困难，切削力增大等。其结果是加工效率、精度降低，表面粗糙度值增加，工具寿命短。采用超声加工则可有效解决上述问题。前苏联在20世纪60年代就生产出带磨料的超声波钻孔机床。在美国，利用工具旋转同时作轴向振动进行孔加工已取得了较好的效果。日本已经制成新型UMT-7三坐标数控超声旋转加工机，功率450W，工作频率20kHz，可在玻璃上加工孔径1.6mm、深150mm的深小孔，其圆度可达0.005mm，圆柱度为0.02mm。

超声频振动复合电解加工，是在脉冲电流电解加工的基础上引入超声频振动作用,通过小间隙加工、大间隙冲刷，从而实现稳定小间隙加工的工艺方法。即由超声波发生器产生超声频电信号，超声换能器将超声频电信号转化为超声频机械振动，传至阴极端面，在加工时，工件和阴极分别接脉冲电源的正、负极，工件加工区外围贴一层绝缘膜，一方面避免工件与阴极接触造成短路，另一方面是保持电解加工初始间隙。加工区内充满一定质量分数的NaNO3钝化性电解液，在小间隙状态下，通过电化学腐蚀作用将工件加工出与阴极端面相对应的形状。

超声电解复合微细加工是多工艺的有机复合，通过扬长避短，可发展成为难切削硬脆导电材料微细加工的一种全新工艺，对微细制造技术的完善及MEMS的实用化有重要的推动作用。