基于力反馈控制进给系统电化学放电加工技术-机械制造及其自动化专业论文.docx

上海交通大学硕士学位论文摘要 上海交通大学硕士学位论文 摘要 万方数据 万方数据 基于力反馈控制进给系统的电化学放电加工技术 摘 要 目前 微电 子 机械 系统（ Micro-electromechanical systems ， 简称 MEMS）正迅速发展，已广泛应用于汽车、消费电子、医疗等领域。 玻璃是 MEMS 系统不可或缺的材料，具有高硬度、高脆性、耐磨损、 耐腐蚀、绝缘、透明以及生物相容性等优良属性，然而它的微加工却 十分困难。电化学放电加工是一种有效的非传统微细加工技术，可用 于加工非导电脆性材料。但是电化学放电加工小孔过程中，其加工深 度、加工质量、重复性和材料去除率等方面尚未达到工业大规模生产 的要求。为此，本文首先研究了电化学放电加工的机理和特性，提出 并实验研究了振动辅助电化学放电加工技术和基于力反馈控制进给系 统的电化学放电加工技术。 在电化学放电加工的机理和特性的研究中，首先介绍了电化学放 电加工的基本原理，并对其加工机理进行了分析。随后，研究了电化 学放电加工的电压—电流特性，分析其与电解液浓度和工具电极反应 面积之间的联系，得出了最优的加工电压与工具电极反应面积关系。 在基于力反馈控制进给系统的电化学放电加工技术的研究中，首 先阐述了加工原理，构建了实验平台，与恒速进给的电化学放电加工 第 I 页 的效果进行对比，实验结果表明，基于力反馈控制进给系统的电化学 放电加工技术提高了电化学放电加工的加工质量、加工效率和重复性 等。 提出了振动辅助电化学放电加工新方法，通过一系列实验研究了 机械振动台参数对加工性能的影响。将新方法与普通电化学放电加工 的效果进行实验对比，结果表明，振动辅助电化学放电加工技术提高 了电化学放电加工的加工深度和加工质量。 关键词：电化学放电加工，电压—电流特性，力反馈控制进给系统， 振动辅助 第 II 页 上海交通大学硕士学位论文ABS 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT ECDM WITH FORCE FEEDBACK FEEDING SYSTEM ABSTRACT Micro-electromechanical systems (MEMS) have been widely used in consumer electronics, health care, automotives and other fields. Glass is regarded as the indispensable material of MEMS systems because of its favorable properties, such as high hardness, high brittleness, wear resistance, chemical inertness, insulation, optical transparent and excellent properties of bio-compatibility. Electrochemical discharge machining (ECDM) is an effective unconventional micro-machining technology to process electrically non-conducting materials. When processing small holes with ECDM, its machining depth, machining quality, repeatability, and material removal rate have not yet reached the requirements of large-scale industrial production. To solve the problems, the mechanism and characteristics of ECDM were discussed in this dissertation. Experimental investigations were also carried out on ECDM method with force feedback feeding system and the vibration-assisted ECDM . Before the study of the mechanism and characteristics of ECDM, the basic principle of ECDM was introduced and its machining mechanism was analyzed. The