關(guān)于數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙研究

陳新剛

【摘 要】 電解是基于金屬陽(yáng)極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理， 對(duì)工件進(jìn)行減材加工。在電解加工時(shí)， 工件材料是以離子的形式被蝕除， 理論上工件可達(dá)到微米甚至納米精度， 因此在精密、微細(xì)制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。電解加工的間隙不但決定了加工效率和加工面的質(zhì)量，也是影響精度的核心要數(shù)，同時(shí)也是陰極設(shè)計(jì)和加工參數(shù)選擇的重要依據(jù)，加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大， 實(shí)際加工速度存在極限值（ 極大值） 。為兼顧加工效率和加工精度， 應(yīng)以與之對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控 電解 機(jī)械復(fù)合切割 間隙

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)是一種利用電解加工和數(shù)控技術(shù)的復(fù)合加工技術(shù)，這種技術(shù)具有切割效率高、切割質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)單等的優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)踐運(yùn)用中受到很大的歡迎。傳統(tǒng)電解加工一般為反銬式成型加工，即工件形狀復(fù)制陰極形狀，考慮到加工間隙的存在，兩者形狀并不完全一致，所以傳統(tǒng)電解加工陰極設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。與之不同的是，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工是利用帶鍍層的回轉(zhuǎn)體復(fù)合陰極走數(shù)控軌跡加工工件，可一次割斷工件或以某一深度割槽。所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者都孜孜不倦致力于加工間隙的檢測(cè)和控制研究，只是方法各異。

1 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工原理

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的結(jié)合了物理及化學(xué)方面一些原理。具體來(lái)說(shuō)是利用工具電極與工件之間發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，使工件發(fā)生電解腐蝕，同時(shí)利用一些數(shù)控方法，使工具電極在數(shù)控系統(tǒng)的控制下走出軌跡，形成切縫，從而對(duì)工件進(jìn)行切割。數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的特點(diǎn)從不同的角度會(huì)有所不同（見(jiàn)圖1）。

2 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙理論研究

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工時(shí)陰極和工件隨機(jī)床走數(shù)控軌跡，電解液由供給系統(tǒng)以一定壓力流入陰極內(nèi)部，再?gòu)年帢O噴縫噴入加工間隙內(nèi)，在電場(chǎng)作用下陰極進(jìn)給方向上的工件材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被加工，加工模型如圖2所示。在陰極圓心建立一直角坐標(biāo)系 OXY，X軸方向跟進(jìn)給方向一致，在X軸正方向形成的加工間隙Δa0可認(rèn)為是平衡端面間隙，Δa0決定了加工的速度；與X軸垂直的Y軸正負(fù)向間隙Δb1和Δb2為最終加工間隙，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性Δb1和Δb2理論上大小相等，它們共同決定了加工精度。

電解加工的過(guò)程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些不溶性的固體電解產(chǎn)物。如氫氧化鐵、電解泥等。這些物質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重影響切割的效率及效果。因此，必須要將其濾除。通常情況可以采用有自清潔功能的過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，如離心式過(guò)濾器等。另外電解加工過(guò)程中，很多物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如水分解成氫離子和氫氧根離子，硝酸鈉就會(huì)分解生成氨氣等。因此，要應(yīng)定期或在線監(jiān)測(cè)電解液的濃度，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)電解加工平衡間隙理論，進(jìn)給方向的平衡間隙Δa0（α為0度時(shí)）為：

（1）

電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周?chē)牧黧w隨它一起作圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了間隙內(nèi)電解液的對(duì)流，改善了流場(chǎng)。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孔加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無(wú)法順利排出，故仍需依賴(lài)間歇回退來(lái)強(qiáng)化電解液更新。圖3是優(yōu)化后數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙流暢分析。

電解加工中，大量的電解液流過(guò)加工間隙，同時(shí)由于電化學(xué)反應(yīng)，陰極會(huì)有大量氫氣析出，陽(yáng)極溶解亦有電解產(chǎn)物生成，故在電解加工間隙中一般為液、氣、固三相流，由于電解產(chǎn)物一般為絮狀離子沉淀，占體積很小，可以忽略其對(duì)電解液流場(chǎng)的影響，所以可以將間隙中流場(chǎng)簡(jiǎn)化為氣、液兩相流問(wèn)題處理。

當(dāng)加工間隙減小到極值點(diǎn)附近時(shí)，此時(shí)加工過(guò)程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個(gè)步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙$繼續(xù)減小，趨近于零時(shí)，加工速度隨$近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時(shí)，間隙空間內(nèi)容污（反應(yīng)產(chǎn)物） 能力弱，陽(yáng)極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時(shí)間很短，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過(guò)程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響（見(jiàn)圖4）。

在數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工中，每一個(gè)正常加工速度都對(duì)應(yīng)一個(gè)平衡間隙。加工參數(shù)相同時(shí)，速度越快，平衡間隙越小，為求得高效率和高精度，實(shí)際生產(chǎn)中往往追求最快平衡進(jìn)給速度和對(duì)應(yīng)最終加工間隙。只是加工對(duì)象和加工條件不同時(shí)，其最快平衡進(jìn)給速度和最終加工間隙是不同的，實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù)具體要求通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)求得滿(mǎn)足條件的加工參數(shù)。為了更直觀地研究不同加工參數(shù)對(duì)最終加工間隙的影響，現(xiàn)進(jìn)行一組試驗(yàn)，研究電壓、電解液溫度、主軸轉(zhuǎn)速等主要加工參數(shù)對(duì)最終間隙和最快平衡進(jìn)給速度的影響大小。

取電壓20V，其他條件同上，研究溫度對(duì)最終加工間隙的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，隨著溫度的增加，兩者都隨之增加，溫度超過(guò)30℃后，最大平衡進(jìn)給速度不再變化，而最終加工間隙還有很小的增加，這是因?yàn)闇囟仍黾?，引起工件加工區(qū)出液口雜散腐蝕所致。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)論文的分析可以看出，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)相對(duì)于其他的切割技術(shù)具有很大的推廣潛力及優(yōu)勢(shì)。實(shí)際加工速度存在極限值（極大值），將對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。在電解液溫度和復(fù)合陰極轉(zhuǎn)速各自變化時(shí)，最快平衡進(jìn)給速度并未隨之一直變大，而是趨于某一穩(wěn)定值，最終間隙也只是少許變化，說(shuō)明電解液溫度和轉(zhuǎn)速對(duì)數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割量的影響是階段性的，超過(guò)某一值后，最大進(jìn)給速度將基本保持不變，為得到更好的加工精度和效率，實(shí)際加工中使用這一穩(wěn)定值即可。

參考文獻(xiàn)：

[1]干為民，徐波，褚輝生.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013，10：41-44.

[2]潘光顯.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)加工的基礎(chǔ)研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[3]干為民，褚輝生，丁仕燕，徐宏力.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割機(jī)床的設(shè)計(jì)[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，05：14-17+21.

[4]郎晉喜.淺析數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割應(yīng)用中的問(wèn)題[J].電子制作，2013，18：168.endprint

【摘 要】 電解是基于金屬陽(yáng)極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理， 對(duì)工件進(jìn)行減材加工。在電解加工時(shí)， 工件材料是以離子的形式被蝕除， 理論上工件可達(dá)到微米甚至納米精度， 因此在精密、微細(xì)制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。電解加工的間隙不但決定了加工效率和加工面的質(zhì)量，也是影響精度的核心要數(shù)，同時(shí)也是陰極設(shè)計(jì)和加工參數(shù)選擇的重要依據(jù)，加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大， 實(shí)際加工速度存在極限值（ 極大值） 。為兼顧加工效率和加工精度， 應(yīng)以與之對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控 電解 機(jī)械復(fù)合切割 間隙

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)是一種利用電解加工和數(shù)控技術(shù)的復(fù)合加工技術(shù)，這種技術(shù)具有切割效率高、切割質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)單等的優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)踐運(yùn)用中受到很大的歡迎。傳統(tǒng)電解加工一般為反銬式成型加工，即工件形狀復(fù)制陰極形狀，考慮到加工間隙的存在，兩者形狀并不完全一致，所以傳統(tǒng)電解加工陰極設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。與之不同的是，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工是利用帶鍍層的回轉(zhuǎn)體復(fù)合陰極走數(shù)控軌跡加工工件，可一次割斷工件或以某一深度割槽。所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者都孜孜不倦致力于加工間隙的檢測(cè)和控制研究，只是方法各異。

1 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工原理

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的結(jié)合了物理及化學(xué)方面一些原理。具體來(lái)說(shuō)是利用工具電極與工件之間發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，使工件發(fā)生電解腐蝕，同時(shí)利用一些數(shù)控方法，使工具電極在數(shù)控系統(tǒng)的控制下走出軌跡，形成切縫，從而對(duì)工件進(jìn)行切割。數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的特點(diǎn)從不同的角度會(huì)有所不同（見(jiàn)圖1）。

2 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙理論研究

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工時(shí)陰極和工件隨機(jī)床走數(shù)控軌跡，電解液由供給系統(tǒng)以一定壓力流入陰極內(nèi)部，再?gòu)年帢O噴縫噴入加工間隙內(nèi)，在電場(chǎng)作用下陰極進(jìn)給方向上的工件材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被加工，加工模型如圖2所示。在陰極圓心建立一直角坐標(biāo)系 OXY，X軸方向跟進(jìn)給方向一致，在X軸正方向形成的加工間隙Δa0可認(rèn)為是平衡端面間隙，Δa0決定了加工的速度；與X軸垂直的Y軸正負(fù)向間隙Δb1和Δb2為最終加工間隙，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性Δb1和Δb2理論上大小相等，它們共同決定了加工精度。

電解加工的過(guò)程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些不溶性的固體電解產(chǎn)物。如氫氧化鐵、電解泥等。這些物質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重影響切割的效率及效果。因此，必須要將其濾除。通常情況可以采用有自清潔功能的過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，如離心式過(guò)濾器等。另外電解加工過(guò)程中，很多物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如水分解成氫離子和氫氧根離子，硝酸鈉就會(huì)分解生成氨氣等。因此，要應(yīng)定期或在線監(jiān)測(cè)電解液的濃度，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)電解加工平衡間隙理論，進(jìn)給方向的平衡間隙Δa0（α為0度時(shí)）為：

（1）

電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周?chē)牧黧w隨它一起作圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了間隙內(nèi)電解液的對(duì)流，改善了流場(chǎng)。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孔加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無(wú)法順利排出，故仍需依賴(lài)間歇回退來(lái)強(qiáng)化電解液更新。圖3是優(yōu)化后數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙流暢分析。

電解加工中，大量的電解液流過(guò)加工間隙，同時(shí)由于電化學(xué)反應(yīng)，陰極會(huì)有大量氫氣析出，陽(yáng)極溶解亦有電解產(chǎn)物生成，故在電解加工間隙中一般為液、氣、固三相流，由于電解產(chǎn)物一般為絮狀離子沉淀，占體積很小，可以忽略其對(duì)電解液流場(chǎng)的影響，所以可以將間隙中流場(chǎng)簡(jiǎn)化為氣、液兩相流問(wèn)題處理。

當(dāng)加工間隙減小到極值點(diǎn)附近時(shí)，此時(shí)加工過(guò)程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個(gè)步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙$繼續(xù)減小，趨近于零時(shí)，加工速度隨$近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時(shí)，間隙空間內(nèi)容污（反應(yīng)產(chǎn)物） 能力弱，陽(yáng)極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時(shí)間很短，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過(guò)程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響（見(jiàn)圖4）。

在數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工中，每一個(gè)正常加工速度都對(duì)應(yīng)一個(gè)平衡間隙。加工參數(shù)相同時(shí)，速度越快，平衡間隙越小，為求得高效率和高精度，實(shí)際生產(chǎn)中往往追求最快平衡進(jìn)給速度和對(duì)應(yīng)最終加工間隙。只是加工對(duì)象和加工條件不同時(shí)，其最快平衡進(jìn)給速度和最終加工間隙是不同的，實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù)具體要求通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)求得滿(mǎn)足條件的加工參數(shù)。為了更直觀地研究不同加工參數(shù)對(duì)最終加工間隙的影響，現(xiàn)進(jìn)行一組試驗(yàn)，研究電壓、電解液溫度、主軸轉(zhuǎn)速等主要加工參數(shù)對(duì)最終間隙和最快平衡進(jìn)給速度的影響大小。

取電壓20V，其他條件同上，研究溫度對(duì)最終加工間隙的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，隨著溫度的增加，兩者都隨之增加，溫度超過(guò)30℃后，最大平衡進(jìn)給速度不再變化，而最終加工間隙還有很小的增加，這是因?yàn)闇囟仍黾?，引起工件加工區(qū)出液口雜散腐蝕所致。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)論文的分析可以看出，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)相對(duì)于其他的切割技術(shù)具有很大的推廣潛力及優(yōu)勢(shì)。實(shí)際加工速度存在極限值（極大值），將對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。在電解液溫度和復(fù)合陰極轉(zhuǎn)速各自變化時(shí)，最快平衡進(jìn)給速度并未隨之一直變大，而是趨于某一穩(wěn)定值，最終間隙也只是少許變化，說(shuō)明電解液溫度和轉(zhuǎn)速對(duì)數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割量的影響是階段性的，超過(guò)某一值后，最大進(jìn)給速度將基本保持不變，為得到更好的加工精度和效率，實(shí)際加工中使用這一穩(wěn)定值即可。

參考文獻(xiàn)：

[1]干為民，徐波，褚輝生.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙研究[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2013，10：41-44.

[2]潘光顯.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)加工的基礎(chǔ)研究[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[3]干為民，褚輝生，丁仕燕，徐宏力.數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割機(jī)床的設(shè)計(jì)[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，05：14-17+21.

[4]郎晉喜.淺析數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割應(yīng)用中的問(wèn)題[J].電子制作，2013，18：168.endprint

【摘 要】 電解是基于金屬陽(yáng)極在電解液中發(fā)生電化學(xué)溶解的原理， 對(duì)工件進(jìn)行減材加工。在電解加工時(shí)， 工件材料是以離子的形式被蝕除， 理論上工件可達(dá)到微米甚至納米精度， 因此在精密、微細(xì)制造領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。電解加工的間隙不但決定了加工效率和加工面的質(zhì)量，也是影響精度的核心要數(shù)，同時(shí)也是陰極設(shè)計(jì)和加工參數(shù)選擇的重要依據(jù)，加工速度并不隨加工間隙的減小而單調(diào)增大， 實(shí)際加工速度存在極限值（ 極大值） 。為兼顧加工效率和加工精度， 應(yīng)以與之對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控 電解 機(jī)械復(fù)合切割 間隙

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)是一種利用電解加工和數(shù)控技術(shù)的復(fù)合加工技術(shù)，這種技術(shù)具有切割效率高、切割質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)單等的優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)踐運(yùn)用中受到很大的歡迎。傳統(tǒng)電解加工一般為反銬式成型加工，即工件形狀復(fù)制陰極形狀，考慮到加工間隙的存在，兩者形狀并不完全一致，所以傳統(tǒng)電解加工陰極設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。與之不同的是，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工是利用帶鍍層的回轉(zhuǎn)體復(fù)合陰極走數(shù)控軌跡加工工件，可一次割斷工件或以某一深度割槽。所以國(guó)內(nèi)外學(xué)者都孜孜不倦致力于加工間隙的檢測(cè)和控制研究，只是方法各異。

1 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工原理

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的結(jié)合了物理及化學(xué)方面一些原理。具體來(lái)說(shuō)是利用工具電極與工件之間發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，使工件發(fā)生電解腐蝕，同時(shí)利用一些數(shù)控方法，使工具電極在數(shù)控系統(tǒng)的控制下走出軌跡，形成切縫，從而對(duì)工件進(jìn)行切割。數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割的特點(diǎn)從不同的角度會(huì)有所不同（見(jiàn)圖1）。

2 數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙理論研究

數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工時(shí)陰極和工件隨機(jī)床走數(shù)控軌跡，電解液由供給系統(tǒng)以一定壓力流入陰極內(nèi)部，再?gòu)年帢O噴縫噴入加工間隙內(nèi)，在電場(chǎng)作用下陰極進(jìn)給方向上的工件材料發(fā)生電化學(xué)腐蝕而被加工，加工模型如圖2所示。在陰極圓心建立一直角坐標(biāo)系 OXY，X軸方向跟進(jìn)給方向一致，在X軸正方向形成的加工間隙Δa0可認(rèn)為是平衡端面間隙，Δa0決定了加工的速度；與X軸垂直的Y軸正負(fù)向間隙Δb1和Δb2為最終加工間隙，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性Δb1和Δb2理論上大小相等，它們共同決定了加工精度。

電解加工的過(guò)程中會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些不溶性的固體電解產(chǎn)物。如氫氧化鐵、電解泥等。這些物質(zhì)的存在會(huì)嚴(yán)重影響切割的效率及效果。因此，必須要將其濾除。通常情況可以采用有自清潔功能的過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾，如離心式過(guò)濾器等。另外電解加工過(guò)程中，很多物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如水分解成氫離子和氫氧根離子，硝酸鈉就會(huì)分解生成氨氣等。因此，要應(yīng)定期或在線監(jiān)測(cè)電解液的濃度，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)電解加工平衡間隙理論，進(jìn)給方向的平衡間隙Δa0（α為0度時(shí)）為：

（1）

電極高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電解液具有一定粘性，旋轉(zhuǎn)電極的邊界將拽引著周?chē)牧黧w隨它一起作圓周運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了間隙內(nèi)電解液的對(duì)流，改善了流場(chǎng)。電極旋轉(zhuǎn)排屑方式適用于單電極圓孔加工和掃描加工。但由于在電極端部中心處離心力接近零，電解產(chǎn)物無(wú)法順利排出，故仍需依賴(lài)間歇回退來(lái)強(qiáng)化電解液更新。圖3是優(yōu)化后數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工間隙流暢分析。

電解加工中，大量的電解液流過(guò)加工間隙，同時(shí)由于電化學(xué)反應(yīng)，陰極會(huì)有大量氫氣析出，陽(yáng)極溶解亦有電解產(chǎn)物生成，故在電解加工間隙中一般為液、氣、固三相流，由于電解產(chǎn)物一般為絮狀離子沉淀，占體積很小，可以忽略其對(duì)電解液流場(chǎng)的影響，所以可以將間隙中流場(chǎng)簡(jiǎn)化為氣、液兩相流問(wèn)題處理。

當(dāng)加工間隙減小到極值點(diǎn)附近時(shí)，此時(shí)加工過(guò)程實(shí)際由電化學(xué)反應(yīng)步驟和反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟混合控制，兩個(gè)步驟的潛在反應(yīng)速度基本相同。當(dāng)加工間隙$繼續(xù)減小，趨近于零時(shí)，加工速度隨$近似呈現(xiàn)線性減小，這是由于在加工間隙很小時(shí)，間隙空間內(nèi)容污（反應(yīng)產(chǎn)物） 能力弱，陽(yáng)極金屬蝕除速度迅速降低，有效加工時(shí)間很短，此時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物移除步驟成為加工過(guò)程的控制步驟，加工速度主要受電解產(chǎn)物移除速度的影響（見(jiàn)圖4）。

在數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割加工中，每一個(gè)正常加工速度都對(duì)應(yīng)一個(gè)平衡間隙。加工參數(shù)相同時(shí)，速度越快，平衡間隙越小，為求得高效率和高精度，實(shí)際生產(chǎn)中往往追求最快平衡進(jìn)給速度和對(duì)應(yīng)最終加工間隙。只是加工對(duì)象和加工條件不同時(shí)，其最快平衡進(jìn)給速度和最終加工間隙是不同的，實(shí)際生產(chǎn)中需根據(jù)具體要求通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)求得滿(mǎn)足條件的加工參數(shù)。為了更直觀地研究不同加工參數(shù)對(duì)最終加工間隙的影響，現(xiàn)進(jìn)行一組試驗(yàn)，研究電壓、電解液溫度、主軸轉(zhuǎn)速等主要加工參數(shù)對(duì)最終間隙和最快平衡進(jìn)給速度的影響大小。

取電壓20V，其他條件同上，研究溫度對(duì)最終加工間隙的影響。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，隨著溫度的增加，兩者都隨之增加，溫度超過(guò)30℃后，最大平衡進(jìn)給速度不再變化，而最終加工間隙還有很小的增加，這是因?yàn)闇囟仍黾?，引起工件加工區(qū)出液口雜散腐蝕所致。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)論文的分析可以看出，數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割技術(shù)相對(duì)于其他的切割技術(shù)具有很大的推廣潛力及優(yōu)勢(shì)。實(shí)際加工速度存在極限值（極大值），將對(duì)應(yīng)的間隙值作為實(shí)際加工間隙，可兼顧加工效率和加工精度。在電解液溫度和復(fù)合陰極轉(zhuǎn)速各自變化時(shí)，最快平衡進(jìn)給速度并未隨之一直變大，而是趨于某一穩(wěn)定值，最終間隙也只是少許變化，說(shuō)明電解液溫度和轉(zhuǎn)速對(duì)數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合切割量的影響是階段性的，超過(guò)某一值后，最大進(jìn)給速度將基本保持不變，為得到更好的加工精度和效率，實(shí)際加工中使用這一穩(wěn)定值即可。

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