可控气膜微细电化学放电加工技术

提出陶瓷等非导电脆性材料的可控气膜微细电化学放电加工新方法。该方法克服了常规微细电化学放电加工采用单一直流电源或脉冲电源带来的电化学反应和放电过程串联进行且无法独立控制的弊端，实现了气泡膜生成与放电过程独立可控，可提高放电频率和材料去除率。其核心可描述为：采用可调电流低电压直流电源控制电化学反应生成气泡的量；采用可调高电压脉冲电源击穿气泡，实现放电加工。二者并联工作，分别独立可调。本课题将深入开展可控气膜微细电化学放电加工方法的加工机理和工艺技术研究，具体内容包括：⑴气膜的生成、衍化过程及其对放电加工的影响;⑵气膜生成过程与放电过程的协调与平衡;⑶工具工件倒置式加工方式；⑷高频振动对微细电化学放电加工的影响；⑸基于放电状态检测的工具电极伺服进给方法；⑹可控气膜微细电化学放电加工的工艺特性。本项目有望实现非导电陶瓷、防热玻璃等脆性材料的精密高效微细加工，为此类材料在微系统中应用提供使能技术。

提出了陶瓷等非导电脆性材料的可控气膜微细电化学放电加工新方法。该方法克服了常规微细电化学放电加工采用单一直流电源或脉冲电源带来的电化学反应和放电过程串联进行且无法独立控制的弊端，实现了气泡膜生成与放电过程独立可控，可提高放电频率和材料去除率。其核心包括：采用可调电流低电压直流电源控制电化学反应生成气泡的量；采用可调高电压脉冲电源击穿气泡，实现放电加工。二者并联工作，分别独立可调。深入开展了可控气膜微细电化学放电加工方法的加工机理和工艺技术研究，具体内容包括：⑴气膜的生成、衍化过程及其对放电加工的影响;⑵气膜生成过程与放电过程的协调与平衡;⑶工具工件倒置式加工方式；⑷高频振动对微细电化学放电加工的影响；⑸基于放电状态检测的工具电极伺服进给方法；⑹可控气膜微细电化学放电加工的工艺特性。研究了电化学放电加工的电压—电流特性，分析其与电解液浓度和工具电极反应面积之间的联系，得出了最优的加工电压与工具电极反应面积关系。基于力反馈控制进给系统的电化学放电加工技术提高了电化学放电加工的加工质量、加工效率和重复性。振动辅助电化学放电加工技术提高了电化学放电加工的加工深度和加工质量。优化了电化学放电加工工艺参数，获得了尺寸为10um的微孔结构。实现了非导电陶瓷、防热玻璃等脆性材料的精密高效微细加工，为此类材料在微系统中应用提供使能技术。