文 献 综 述

一、本课题研究的目的及意义

随着科技的发展、技术的进步，人类生产活动的发展对机械加工制造业的要求也越来越高，人们经过不断地探索和总结，特种机械制造技术孕育而生。特种机械制造技术是利用磁能、电能、化学能等相应的能量进行组合，作用到工件的被加工部位之上，进而对工件进行相应的非传统加工^[1]。然而随着具有更加优异性能的材料的出现，对机械加工要求越来越高，其中对加工所用的机床装置、加工所用刀具的类型、加工所采用的方法、尤其对加工成品的技术要求等发生着巨大变化。然而现有的一般机械难以完成加工要求，给机械制造业带来了严峻挑战^[2]。现基于现有技术，并在此技术上改善加工设备研发新的复合加工技术，来完成未来对特种加工的需要，提高人类生产活动。

1.1本课题研究的意义

机械制造业利用现有装备加工微孔不易加工，尤其在加工工件材料的硬度高且导电性能好，然而又要求加工精度高、表面光洁度也较高的零件上加工微小孔径等。微孔是微小零件的重要基础元件，例如航空发动机的涡轮叶片的气膜冷却孔、手表机械、光电子元器件、喷墨喷嘴、微流控通道、仪器仪表及医疗器械等，因此加工微孔的需求也日益增加^[3-4]，然而现有的加工技术主要有电火花加工、激光加工和电解加工等方法^[5]。随着技术的不断成熟出现了电火花-电解复合加工技术^[13]，利用工具电极和工件的狭小间隙中产生的脉冲放电来去除工件材料，且其加工效率高、刀具磨损小、工件残余应力少、毛刺少、加工后的孔壁无重铸层、无微裂纹、无晶间腐蚀，孔口光滑无锐边等,被加工产品的表面质量得以提高，不管材料的硬度如何，都能加工复杂形状的导电材料^[6-7]。然而在加工过程中所用的电极非常小，在加工时所用电极内间隙堵塞无法提供电解液的流动通道，导致电解液不能快速更新。在加工过程中电解液不能迅速将气泡、污泥、焦耳热等反应产物从加工区带走。因此，导致电极间间隙的电阻发生变化。电阻的变化影响微孔的加工精度和表面质量。导致电极磨损，引起短路，工件磨损。通过改进电极表面结构设计，来提高微孔加工精度和保护加工电极，提高电火花-电解复合的气膜冷却孔加工工艺^[10]。因此对于特种制造业加工微孔具有重要意义。

1.2本课题研究的目的

本课题通过对螺纹电极的表面设计对电火花-电解复合的气膜冷却孔加工的影响的研究。利用旋转螺旋电极增强电解液在加工深度方向间隙。当螺旋电极高速旋转时，加工间隙内的电解液搅拌剧烈，电极表面的螺旋槽有利于电极轴向的电解流动。当电极顺时针方向旋转时，轴向速度使电解液流动，将电解产物和焦耳热从底部向上输出，清除被污染的电解液等^[8]。因此对螺纹电极表面的设计，确定合适的螺距和线型的螺纹有利于实现在加工过程中提高加工精度，减少电极磨损。最终加工符合技术要求的产品。其次对螺旋电极表面进行绝缘处理，使电极只能从电极顶部放电。如果绝缘膜与电极之间的粘结力太弱而不能加工出宝贵的微孔，那么薄膜裂纹会降低电极的寿命。因此找出合适的绝缘材料是研究电极表面绝缘设计的关键^[9-10]。通过研读文献、自主研究和独立设计等毕业设计流程，不断培养动手和实践能力，增强分析问题、解决问题的能力，为以后的工作打下坚实的基础。

二、国内外研究现状与发展趋势

2.1 螺纹电极电火花-电解加工微小孔的研究现状

孙建军，李志永等^[5]以航空发动机涡轮叶片常用材料 Inconel718 高温镍基合金为加工材料来电解加工气膜冷却孔。通过采用自主设计的电解加工机床实验，分析了加工电压、电解液 NaNO3 含量、工具电极进给速率 3 个工艺参数对加工过程稳定性、加工精度和加工效率的影响，得出在加工电压 10 V、NaNO3 质量分数 10%、工具电极进给速率 7 μm/s 的条件下，加工过程稳定，加工效率高，精度控制较好。