[01140806]数控电化学复合抛光技术及其推广应用

1、重要意义：数控电解机械复合加工技术包括数控电解复合切割、镗削、铣削、磨削和数控电化学复合抛光。其中“数控电化学复合抛光技术”已经在模具、医疗器械、军工和轴承等行业得到推广应用,这对于促进行业科技进步和制造业技术升级具有重要意义。 2、立项背景：随着航空动力技术的发展和国防建设的要求,航空发动机必须满足超高速、高空、超长航时、超远航程、大推重比的新一代机种的需求,航空发动机的结构将越来越复杂,精度和表面质量要求越来越高,精密复杂的零部件将大幅增加。主要包括：压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管及附件系统。 在此背景下,“数控电解精密切割加工的机理研究”获江苏省自然科学基金资助;有3个项目分别获常州市科技计划资助;有2 个项目分别获江苏高校科研成果产业化项目资助。 3、主要科技内容：数控电解机械复合加工技术集成了数控、电解加工和机械磨削（或研磨）的优势,采用旋转的具有内喷和外喷功能的复合阴极作为工具,复合阴极采用金属基金刚砂制造,或在复合阴极的表面选择性复合镀有金刚砂或（采用耐磨绝缘层）,凸起的金刚砂（耐磨绝缘层）起到绝缘、确保电解加工间隙和刮除工件阳极钝化膜的作用。在加工过程中,复合阴极接直流脉冲电源的负极,工件接直流脉冲电源的正极,在复合阴极与工件之间喷入电解液,复合阴极相对工件作数控展成运动,基于电解-机械磨削（或研磨）复合加工的原理可以加工出复杂的零件。通过更换不同的复合阴极,可以进行数控电解切割、镗铣削、磨削和电化学复合抛光加工。在该机床上可以实现对同一个工件进行粗加工、精加工和抛光加工,消除了零件由于重复安装所造成的安装误差。 该技术具有如下特点： （1）以简单形状的复合阴极就通过数控编程就可加工零件的复杂型面; （2）主要依据电化学阳极溶解的原理去除工件余量,宏观机械切削力小,表面金相组织不发生变化,可加工窄缝、窄槽、薄壁和低刚度零件; （3）可加工各种高硬度、高韧性和高耐磨性金属难加工材料; （4）比机械磨削有更高的加工效率,比电解加工有更高的加工精度; （5）电化学阳极溶解是以金属离子尺度去除材料的,特别适用于金属表面的自动化抛光。 4、技术经济指标：基于电解和磨削复合加工原理开发了五轴联动数控电解机械复合加工机床,其加工精度可达0.002mm,表面粗糙度达Ra0.02um,推广应用经济效益超过1 亿元。 5、促进行业科技进步作用：该技术将使传统的机械加工理念发生巨大变化。例如,可以先安排淬硬热处理工艺对工件硬化处理,然后对工件进行粗加工、精加工和抛光加工;可以整块材料从工件上抠挖,而这些整块材料还可以再用。这对于节约资源、降低能耗、消除热处理变形、提高加工精度和表面质量以及生产效率等方面具有十分重要意义。