【摘要】：微群槽結(jié)構(gòu)是微通道換熱器、燃料電池雙極板等零件中的典型結(jié)構(gòu),多用于高熱流密度器件的散熱。微槽結(jié)構(gòu)的尺寸通常在10μm~500μm之間,精度要求高,加工易變形,加工難度大;而且材料通常為難切削加工材料,加工效率低。微細(xì)電解加工(Electrochemical micromachining,ECMM)依據(jù)電化學(xué)陽(yáng)極溶解原理,以離子形式去除材料,從原理上是一種極具優(yōu)勢(shì)的微細(xì)加工方法。本文針對(duì)柔性金屬箔微群槽結(jié)構(gòu)的加工開(kāi)展研究,首先制備鎢材料高精度片狀陣列微電極,再利用其作為工具電解加工出微群槽。本文主要工作如下:1、利用微螺旋電極進(jìn)行鎢材料片狀陣列微電極電解加工研究。測(cè)定了鎢在不同類(lèi)型溶液中的極化曲線,分析了電化學(xué)溶解特性,選擇氫氧化鉀作為電解質(zhì);試驗(yàn)研究了包括電解液濃度、脈沖電源占空比、頻率三個(gè)參數(shù)對(duì)加工的精度、效率的影響規(guī)律,獲得優(yōu)化后的參數(shù):電解液濃度0.4mol/L,脈沖電源占空比10%,脈沖頻率500KHz。2、鎢片狀陣列微電極的精確制備。搭建了鎢片狀陣列微電極電解加工試驗(yàn)系統(tǒng);利用上文優(yōu)化的參數(shù),進(jìn)行電壓、進(jìn)給速度雙因素試驗(yàn),獲得了不同電壓(6.5V至10V)與進(jìn)給速度(0.1μm/s至0.5μm/s)下的側(cè)面間隙數(shù)值。利用多元多項(xiàng)回歸分析法分析并計(jì)算了側(cè)面間隙與電壓、進(jìn)給速度之間的數(shù)值關(guān)系,繪制了側(cè)面間隙與電壓、進(jìn)給速度之間的等值線圖,以便于加工特殊縫寬切縫的參數(shù)選擇,實(shí)現(xiàn)了特定側(cè)面間隙的等截面鎢片狀陣列微電極和變截面鎢片狀陣列微電極的精確制備。3、柔性金屬箔片微群槽微細(xì)電解加工試驗(yàn)研究。首先,將柔性金屬箔片緊貼固定在一圓盤(pán)夾具上,利用前文所制備的鎢片狀陣列微電極沿圓盤(pán)夾具徑向進(jìn)給至加工出一定深度后,圓盤(pán)夾具開(kāi)始連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)柔性金屬箔片沿圓盤(pán)夾具切線滑動(dòng),實(shí)現(xiàn)微群槽的連續(xù)電解加工。搭建了柔性金屬箔片微群槽連續(xù)電解加工的試驗(yàn)系統(tǒng),試驗(yàn)研究了包括脈沖電源占空比、脈沖周期以及工件轉(zhuǎn)速對(duì)柔性金屬箔片微群槽加工的影響規(guī)律,得到了優(yōu)化參數(shù):15%占空比,5μs脈沖周期。對(duì)不同厚度鎢片狀陣列電極電解加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)值分析,分析了微槽不同加工部位的電流密度分布,采用不同厚度鎢片狀陣列電極進(jìn)行了微群槽加工試驗(yàn);在100μm厚不銹鋼箔片上實(shí)現(xiàn)了平均縫寬166.65μm、深度24.34μm五條微槽的穩(wěn)定加工。
【圖文】：

柔性金屬箔群槽微細(xì)電解加工技術(shù)研究存在毛刺。而微槽板上有非常多棱邊，傳統(tǒng)得難加工材料薄壁微群槽結(jié)構(gòu)的制造一直種加工方法來(lái)提高微群槽結(jié)構(gòu)的加工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)常用的加工方法之一。美國(guó)弗吉尼亞聯(lián)極板液壓脹形與壓力焊接復(fù)合加工薄壁陣列焊接復(fù)合成形容易引起薄壁雙極板金屬板材變形問(wèn)題。武漢理工大學(xué)華林[6]等采用橡膠。研究人員還采用電磁微成形[7]，電輔助成實(shí)現(xiàn)微群槽結(jié)構(gòu)高質(zhì)量高效率的大規(guī)模生產(chǎn)形工藝存在著成形力大，，模具磨損大，工件

圖 1.2 微細(xì)銑削加工微槽[11]3 微細(xì)特種加工究人員還嘗試采用微細(xì)電火花加工[12]、激光加工[13]、化學(xué)刻蝕[14]等工藝加工微群槽. 3 所示。電火花加工是和激光加工是利用熱能蝕除工件，薄壁零件受熱易變形；度慢，工具電極損耗嚴(yán)重；激光加工存在殘留熔融物遇冷凝固形成的 翻邊 ，通次光整加工工藝去除�；瘜W(xué)刻蝕工藝加工效率低，污染嚴(yán)重，不適合工業(yè)化大規(guī)模
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG662

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 尹青峰;李盛年;盛友萍;王志平;;薄片工件的微細(xì)銑削加工[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2015年09期

2 于洽;曾永彬;張海;朱荻;曲寧松;;陽(yáng)極振動(dòng)輔助微細(xì)電解線切割技術(shù)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年23期

3 張少婧;徐宗偉;房豐洲;胡小唐;;基于聚焦離子束銑削技術(shù)的微刀具制備[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

4 朱兵;朱荻;曾永彬;王少華;;電解線切割加工技術(shù)試驗(yàn)研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2010年08期

5 鄧自南;趙娟;;高精度鎢器件的應(yīng)用及加工[J];中國(guó)鎢業(yè);2008年01期

6 趙永慶,周廉,Alain Vassel;SiC連續(xù)纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研究[J];稀有金屬材料與工程;2003年03期

7 朱荻;國(guó)外電解加工的研究進(jìn)展[J];電加工與模具;2000年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 趙慶娟;金屬雙極板電磁微成形工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 彭林法;微/介觀尺度下薄板成形建模分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

3 王昆;微細(xì)電解線切割加工技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2613281