(f)48A 800μs (c)24A 50μs (b)12A 50μs (a) 12A 12.8μs (d)24A 200μs (e)128A 200μs 20μm 20μm 20μm 20μm 20μm 20μm

　　图4 不同加工参数下的再铸层厚度

　　加工效率和再铸层厚度，优化选择了表1中的加工参数。采用此参数加工的异形孔内壁表面如图5所示。

表1 优化的电火花加工参数及此参数下的加工结果 工件极性 正 放电间隙 30μm 脉冲宽度 50μs 粗糙度 5μm 峰值电流 4A 再铸层厚度 8μm 20μm

　　图5 采用表1的参数加工的异型孔内壁的表面形貌

　　2.2 电解加工效果的分析

　　取相同参数下的电火花成型孔为研究对象，进行电解加工。为了保证完全去除再铸层，电解加工去除的余量要大于再铸层厚度，电火花加工后再铸层厚度为8μm，所以取电解去除的余量为10μm。

　　2.2.1 峰值电压对加工效果的影响

　　试验采用微秒级脉冲电源加工，图6所示为脉冲频率5kHz，占空比0.1，电解液采用4%NaClO3溶液。每次试验均只改变脉冲电源峰值电压，进行电解加工去除余量，研究峰值电压对去除效果的影响。结果如图6、图7所示。

(a) 5V (c) 30V (b) 15V 10μm 10μm 10μm

　　图7 不同峰值电压加工后的表面形貌

　　其它加工参数不变，随着电压的增大，表面粗糙度迅速减小。随着加工电压升高，电流增大，电流密度升高。采用的工件材料为2Cr13不锈钢，由于各相的电极电位不同，以及材料中的化学成分的不均匀，会导致各相或各成分的溶解顺序不同，材料中某些电极电位较负的相发生优先溶解，电流密度越小，这种现象越明显，导致了表面粗糙度的恶化，当采用较高的加工电压，使加工在高电流密度下进行，使各相几乎同时溶解，在很大程度上提高表面质量。由于电流密度升高，电解去除速度加快。

　　2.2.2 频率对加工效果的影响

　　加工电压30V，占空比0.1，电解液采用4%NaClO3溶液。试验只改变脉冲频率，研究不同脉冲频率对加工效果的影响，结果如图8所示。

　　随着频率的升高，加工效率提高，表面粗糙度降低。这是因为脉冲效应随着频率提高而相应加强，电流效率η对电流密度i的非线性特性被进一步强化，使超钝化在较高的电流密度下发生，集中蚀除能力加强，表面粗糙度提高。而且间隙内氢气压力波对极间电解液的搅拌作用改善了电解液对小间隙处的充填能力，使加工间隙的流场参数趋于均匀，提高了加工的稳定性。由于占空比没变，加

　　工时平均电流改变不大。增加频率使得电流阳极溶解的定域蚀除能力大为加强;杂散电流减小、加工区域电流升高，提高了加工效率。加工效果如图9所示。

(a) 200Hz (c) 5KHz (b) 1KHz 10μm 10μm 10μm

　　图9 不同频率加工后的表面形貌

　　2.2.3 占空比对加工效果的影响

　　加工电压30V，脉冲频率5kHz，电解液采用4%NaClO3溶液。每次试验均只改变占空比进行试验。图10所示为不同占空比对加工效果的影响。

加工结果表明，在脉冲宽度一定的条件下，占

　　空比对群孔加工产生显著影响。加工表面粗糙度随着占空比的增大而增大，即占空比越小，有利于获得较高的集中蚀除能力。在频率一定的情况下，减小占空比即增大脉冲停歇时间，间隙通道中的电解产物可以在相对较长的脉冲间歇时间内充分排出，间隙内的流场、温度场得到更好的改善;同时脉冲电流增强了电解液的非线性特性，且随着占空比的减小，加工集中蚀除能力相应增强，使表面粗糙度降低，但减小占空比使得加工平均电流下降，导致加工效率降低。

(a) 2% (c) 50% (b) 10% 10μm 10μm 10μm

　　图11 不同占空比加工后的表面形貌

　　2.2.4 电解液对加工效果的影响

(a) NaClO3 (c) H2SO4 (b) NaNO3 10μm 10μm 10μm 加工电压30V，占空比0.1，脉冲频率5kHz。试验只改变电解液参数。分别研究中性溶液NaClO3、NaNO3和酸性电解液H2SO4对加工效果的影响，各溶液浓度均为4%，结果如图12。可以看出，在其他加工条件一致的情况下，浓度同为4%的NaClO3、NaNO3、H2SO4电解液中，NaClO3电解液加工表面粗糙度最低，NaNO3电解液次之，H2SO4电解液加工表面粗糙度最高，而加工效率则相反。这是由于NaClO3与NaNO3为非线性电解液，集中蚀除能力较强，特别是NaClO3溶液的非线性特性更强，其集中蚀除能力最强。而H2SO4是非钝化电解液，电流效率η基本接近100%，非加工区即使电流密度很小，也会发生溶解反应，散蚀严重;同 NaClO3 NaNO3 H2SO4

　　图13 不同电解液加工后的表面形貌

　　时工件材料在稀H2SO4电解液中还会发生化学溶解，对非加工面有腐蚀作用。由于在NaClO3溶液中加工时的电流最小，NaNO3次之，H2SO4中最大，所以它们的加工效率依次升高，去除余量所需的加工时间依次降低。加工结果如图13.

　　由以上分析，得出一组优化的电解参数：电压30V，频率5kHz，占空比0.1，电解液为4%NaClO3溶液。采用此参数加工的效果如图14。

20μm

　　图14 采用优化的电解参数加工后异型孔内壁的表面形貌

　　2.3 加工结果

2mm (a)月牙形孔 2mm (b)多边形孔 采用上述的电火花-电解组合加工工艺，并采用优化的电火花和电解参数加工，最终加工出的异型孔如图15所示。

　　图15采用优化的电火花-电解组合工艺加工的异型孔

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