论文名称：微小孔电火花-电解复合加工基础研究

论文作者：南京航空航天大学 / 张彦

指导教师：朱荻《研究领域：主要从事电解加工、电火花加工、电铸加工等特种加工领域相关研究》、徐正扬《研究领域：主要从事电化学加工、电火花加工等领域研究》

本文聚焦于航空发动机零部件微小单/群孔的高效、精密、无重铸层加工基本问题，包括加工方法的提出、加工设备的设计研制、关键问题的解决以及典型航空材料微小群孔结构的加工，进行了大量实验分析和研究，主要完成内容如下：

（1）提出了基于低电导率盐溶液的电火花-电解复合制孔方法。分析了电火花-电解复合加工机理，并通过电火花-电解复合加工现象观测、电压/电流波形及产物分析，阐明了电火花-电解复合加工的材料去除机理。

（2）开展了高压内冲液管电极电火花-电解复合加工工艺研究。分析了不同冲液压力对管电极冲液流速及加工产物排出的影响；通过与浸液加工和传统冲液压力对比发现，采用外径500μm的管电极，高压内冲液材料去除效率可以达到176.471μm/s，约为传统冲液压力加工效率的2倍，浸液式加工效率的60倍，且较好的改善了加工孔壁的表面质量，并分别针对外径为200μm、300μm和500μm的管电极，优化选择出适宜的冲液压力值。

（3）提出电火花-电解复合加工管电极内孔结构的改进方法。通过实验发现单孔管电极内孔直径增加可以有效改善电火花-电解复合制孔效果；但单孔管电极加工存在残留中心柱的问题，针对该问题提出了双孔、多孔管状电极的内部结构改进方法，通过实验验证了其对残留中心柱的去除效果，并通过对比分析得出采用双孔管电极的加工效果最优。

（4）结合电火花-电解复合加工特点及气膜冷却孔加工的特殊工艺需求，提出了六轴数控电火花-电解复合加工系统设计方案，主要包括机床主体结构、工作液循环系统、电源系统等。

（5）针对镍基单晶高温合金（DD6）进行电火花-电解复合制孔实验研究。基于正交实验方法进行工艺参数优化，获得了最佳加工参数组合，加工后其重铸层残留长度小于整个孔深的1/10；针对电火花-电解复合制孔加工中孔穿透后的漏液、缺液问题，提出了低熔点非金属填充物反衬加工方法，通过实验验证了反衬物对工作液的反流作用，同时利用反衬工艺解决了孔出口重铸层残留问题，实现了单晶高温合金的完全无重铸层制孔加工。最终，采用电火花-电解复合加工技术加工出孔径为500μm、深径比大于8的大深径比微小孔，其加工速度为87μm/s。