論文名稱：微小孔電火花-電解復(fù)合加工基礎(chǔ)研究

論文作者：南京航空航天大學(xué) / 張彥

指導(dǎo)教師：朱荻《研究領(lǐng)域：主要從事電解加工、電火花加工、電鑄加工等特種加工領(lǐng)域相關(guān)研究》、徐正揚(yáng)《研究領(lǐng)域：主要從事電化學(xué)加工、電火花加工等領(lǐng)域研究》

本文聚焦于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件微小單/群孔的高效、精密、無(wú)重鑄層加工基本問(wèn)題，包括加工方法的提出、加工設(shè)備的設(shè)計(jì)研制、關(guān)鍵問(wèn)題的解決以及典型航空材料微小群孔結(jié)構(gòu)的加工，進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)分析和研究，主要完成內(nèi)容如下：

（1）提出了基于低電導(dǎo)率鹽溶液的電火花-電解復(fù)合制孔方法。分析了電火花-電解復(fù)合加工機(jī)理，并通過(guò)電火花-電解復(fù)合加工現(xiàn)象觀測(cè)、電壓/電流波形及產(chǎn)物分析，闡明了電火花-電解復(fù)合加工的材料去除機(jī)理。

（2）開(kāi)展了高壓內(nèi)沖液管電極電火花-電解復(fù)合加工工藝研究。分析了不同沖液壓力對(duì)管電極沖液流速及加工產(chǎn)物排出的影響；通過(guò)與浸液加工和傳統(tǒng)沖液壓力對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用外徑500μm的管電極，高壓內(nèi)沖液材料去除效率可以達(dá)到176.471μm/s，約為傳統(tǒng)沖液壓力加工效率的2倍，浸液式加工效率的60倍，且較好的改善了加工孔壁的表面質(zhì)量，并分別針對(duì)外徑為200μm、300μm和500μm的管電極，優(yōu)化選擇出適宜的沖液壓力值。

（3）提出電火花-電解復(fù)合加工管電極內(nèi)孔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單孔管電極內(nèi)孔直徑增加可以有效改善電火花-電解復(fù)合制孔效果；但單孔管電極加工存在殘留中心柱的問(wèn)題，針對(duì)該問(wèn)題提出了雙孔、多孔管狀電極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其對(duì)殘留中心柱的去除效果，并通過(guò)對(duì)比分析得出采用雙孔管電極的加工效果最優(yōu)。

（4）結(jié)合電火花-電解復(fù)合加工特點(diǎn)及氣膜冷卻孔加工的特殊工藝需求，提出了六軸數(shù)控電火花-電解復(fù)合加工系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，主要包括機(jī)床主體結(jié)構(gòu)、工作液循環(huán)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。

（5）針對(duì)鎳基單晶高溫合金（DD6）進(jìn)行電火花-電解復(fù)合制孔實(shí)驗(yàn)研究?；谡粚?shí)驗(yàn)方法進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化，獲得了最佳加工參數(shù)組合，加工后其重鑄層殘留長(zhǎng)度小于整個(gè)孔深的1/10；針對(duì)電火花-電解復(fù)合制孔加工中孔穿透后的漏液、缺液?jiǎn)栴}，提出了低熔點(diǎn)非金屬填充物反襯加工方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了反襯物對(duì)工作液的反流作用，同時(shí)利用反襯工藝解決了孔出口重鑄層殘留問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了單晶高溫合金的完全無(wú)重鑄層制孔加工。最終，采用電火花-電解復(fù)合加工技術(shù)加工出孔徑為500μm、深徑比大于8的大深徑比微小孔，其加工速度為87μm/s。