論文名稱：微小孔電火花-電解復合加工基礎研究

論文作者：南京航空航天大學 / 張彥

指導教師：朱荻《研究領域：主要從事電解加工、電火花加工、電鑄加工等特種加工領域相關研究》、徐正揚《研究領域：主要從事電化學加工、電火花加工等領域研究》

本文聚焦于航空發(fā)動機零部件微小單/群孔的高效、精密、無重鑄層加工基本問題，包括加工方法的提出、加工設備的設計研制、關鍵問題的解決以及典型航空材料微小群孔結構的加工，進行了大量實驗分析和研究，主要完成內(nèi)容如下：

（1）提出了基于低電導率鹽溶液的電火花-電解復合制孔方法。分析了電火花-電解復合加工機理，并通過電火花-電解復合加工現(xiàn)象觀測、電壓/電流波形及產(chǎn)物分析，闡明了電火花-電解復合加工的材料去除機理。

（2）開展了高壓內(nèi)沖液管電極電火花-電解復合加工工藝研究。分析了不同沖液壓力對管電極沖液流速及加工產(chǎn)物排出的影響；通過與浸液加工和傳統(tǒng)沖液壓力對比發(fā)現(xiàn)，采用外徑500μm的管電極，高壓內(nèi)沖液材料去除效率可以達到176.471μm/s，約為傳統(tǒng)沖液壓力加工效率的2倍，浸液式加工效率的60倍，且較好的改善了加工孔壁的表面質(zhì)量，并分別針對外徑為200μm、300μm和500μm的管電極，優(yōu)化選擇出適宜的沖液壓力值。

（3）提出電火花-電解復合加工管電極內(nèi)孔結構的改進方法。通過實驗發(fā)現(xiàn)單孔管電極內(nèi)孔直徑增加可以有效改善電火花-電解復合制孔效果；但單孔管電極加工存在殘留中心柱的問題，針對該問題提出了雙孔、多孔管狀電極的內(nèi)部結構改進方法，通過實驗驗證了其對殘留中心柱的去除效果，并通過對比分析得出采用雙孔管電極的加工效果最優(yōu)。

（4）結合電火花-電解復合加工特點及氣膜冷卻孔加工的特殊工藝需求，提出了六軸數(shù)控電火花-電解復合加工系統(tǒng)設計方案，主要包括機床主體結構、工作液循環(huán)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。

（5）針對鎳基單晶高溫合金（DD6）進行電火花-電解復合制孔實驗研究。基于正交實驗方法進行工藝參數(shù)優(yōu)化，獲得了最佳加工參數(shù)組合，加工后其重鑄層殘留長度小于整個孔深的1/10；針對電火花-電解復合制孔加工中孔穿透后的漏液、缺液問題，提出了低熔點非金屬填充物反襯加工方法，通過實驗驗證了反襯物對工作液的反流作用，同時利用反襯工藝解決了孔出口重鑄層殘留問題，實現(xiàn)了單晶高溫合金的完全無重鑄層制孔加工。最終，采用電火花-電解復合加工技術加工出孔徑為500μm、深徑比大于8的大深徑比微小孔，其加工速度為87μm/s。