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电解抛光设备的发展历程

时间:2018-09-19浏览数:48

汽车尾管电解抛光设备

   森源化工作为国内先驱的电解抛光设备研发生产商,下面来讲讲电解抛光设备的发展历程,国内最早研究并成功应用电解抛光设备是原兵器工业部西安昆仑机械厂的深孔和膛线加工。从1958年建立第一个研究基地至1965年全国首届电解抛光设备学术会议召开,电解抛光设备在航空、航海、航天及部分民用工业迅速推广,特别是在航空发动机涡轮叶片的加工中得到应用,取得了显著的技术、经济效果。

河北福彩网  20世纪70年代,随着产品更新换代,生产批量减小,产品质量的提高,对加工精度的要求越来越高,为了解决加工精度问题,国内外先后提出混气电解抛光设备(mixed gas electrochemical machining)、钝性电解液(passive electrolyte)、工频脉冲电流(pulse current)、振动进给(vibrating fed)等工艺措施,特别是脉冲电流电解抛光设备在苏联、美国、德国、英国、日本均广为开展了研究。这一时期,对电解抛光设备阴极设计的研究也进行了较深入的工作,我国内蒙古第二机械厂发表了《电解抛光设备成形规律理论分析》的小册子。

河北福彩网  20世纪80年代,因为其他技术的发展,竞争日趋激烈,比如数控切削机床大量增长、电火花加工机床和技术有较大幅度发展,大量的模具加工转向由数控切削和电火花加工所承担,模具电解抛光设备数量逐渐减少,电解抛光设备的应用范围不断经受考验和挑战。这一时期,我国的电解套型加工已经达到或部分超过世界先进水平,叶片型面精度稳定达到士0.05mm,加工速度达到5mm/min~9mm/min,表面粗糙度Ra≤1.25um,不仅对高温耐热合金、不锈钢,而且对Ti合金、Al合金都有很好的加工效果。80年代中期,计算机技术也开始向电解抛光设备渗透,苏联乌发航空学院特种加工工艺设备研究所设计了一种柔性电解抛光设备单元,用正弦电流波形和高选择性的电解液,加工精度达0.02mm,表面粗糙度为Ra0.2um~0.6um。华沙工业大学的Kozak教授于1986年率先提出电解铣的概念,以棒状旋转阴极在NaNO3,电解液中成功地加工了直升机旋翼座架型面,加工精度可达士0.01mm~0.02mm,表面粗糙度为Ra0.16um~0.63um。波兰Cracow金属切削学院的A.Ruszaj教授等利用球形阴极进行型面光整加工,形状误差小于0.01mm。美国、英国、俄罗斯也十分重视数控电解抛光设备的研究,美国GE公司的五轴数控电解抛光设备,美国、俄罗斯的带冠整体叶轮仿形电解抛光设备代表着数控电解抛光设备的国际先进水平。

  国内自20世纪80年代中期南京航空航天大学也开展了展成法电解抛光设备的研究,西安昆仑机械厂和原北京工业学院联合进行了炮管进出口尺寸微机控制的研究,虽然没有用于生产,但为后人的研究打下了良好基础。大连理工大学的电解与机械的复合、西北工业大学的电解与电火花加工的复合研究也在这一时期开展起来。许多单位还开展了工具电极的CAD/CAM研究。特别值得一提的是,难切削材料构件上的深小孔、型孔加工,如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的呈多向不同角度分布的小孔,用普通机械钻削方法特别困难、甚至不能加工,而用电火花加工、激光加工又有表面再铸层间题,且加工孔深也有限,采用电解抛光设备方法则加工效率、加工质量明显提高,加工孔深大大增加;钛合金机匣上的多种型孔、型槽、凸台都是直到今天仍在生产线上成功应用的实例,充分发挥了电解抛光设备的特点和优势。

河北福彩网  20世纪90年代后,设备的自动化程度和计算机控制水平继续提高,继80年代英国民.R公司电解抛光设备叶片全自动生产线、荷兰Philips公司电动剃须刀片电解抛光设备全自动生产线、美国GE公司五轴数控电解抛光设备机床之后,英国Amchem公司研发了集数据处理、模型生成和转换、NC加工机床以及三坐标测量于一体的成套设备,在基于UG下的CAD/CAM工作平台上,建立产品的数字模型,生成阴极的NC加工代码,送到数控铣床和三坐标测量机进行加工和测量,结果经计算机分析由绘图仪或打印机输出,加工叶片后再送测量,根据叶片型面参数调整阴极设计及电解抛光设备参数,合格的阴极用于电解抛光设备生产线,一次性完成从叶片锻件毛坯到合格成品的加工。电源方面,在近代功率电子技术发展的基础上华南理工大学研究的高频窄脉冲电流电解抛光设备电源,进一步强化了电解抛光设备系统的“非线性”。工艺方面,西安昆仑机械厂和西安工业大学(原西安工业学院)联合研制的CNC同步控制电解抛光设备参数和阴极运动轨迹解决了大缠角混合膛线的加工难题,西北工业大学和西安工业大学分别对钛合金和铁基合金开展了磁场复合电解抛光设备工艺研究,有效减小了杂散腐蚀,提高了加工精度。

  复杂的薄壁机匣加工,采用数控切削加工很困难,而采用若干个不同形状的阴极在均布的不同工位上重复电解抛光设备,则充分发挥了电解抛光设备的特点,比机械切削提高工效5倍~10倍。因此,在英、美、俄等国电解抛光设备机匣也成为电解抛光设备的成功应用领域。为了提高加工效率,经常选用大电流加工,其电源以万安计,机床则为多工位数控电解抛光设备机床。为了解决难切削材料整体叶盘的高质、高效、经济的加工问题,美、英、俄等先进工业国家都在进一步深入研究数控电解抛光设备方法。随着21世纪信息、生物、微纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需求,随着微电子技术和微机电系统(microelectro-mechanical system,MEMS)的发展,微细加工将成为制造相应装备的重要手段,电解抛光设备进行材料去除是以离子溶解的形式进行的,这种去除方式使得电解抛光设备具有微细加工的可能。目前,微细电化学加工(micro-electrochemical micromachining)技术的发展在国外受到特别关注,德国Fritz-Haber研究所研制的纳秒级脉冲电源、电化学测控电极电位与微送进系统相结合实现了亚微米级的电化学加工,德国KARISRUHE核研究所的科学家将X射线同步辐射掩膜刻蚀与电铸、微注塑结合,发明了LIGA(lithografie galvanoformung abformung)技术,开创了电化学与其他技术相结合微细成型的先河。

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