脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工機(jī)理和表面特性的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)零件的精度和表面質(zhì)量要求越來(lái)越高.由于中國(guó)機(jī)械零件表面質(zhì)量與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比具有較大的差距,因而嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的使用性能和壽命.此外,傳統(tǒng)機(jī)械光整加工在大型工件、復(fù)雜曲面、微小尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)等的應(yīng)用中存在工藝復(fù)雜、表面質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題.在實(shí)踐和研究中發(fā)現(xiàn),脈沖電化學(xué)光整加工(PECFM)和脈沖電化學(xué)機(jī)械加工(PECMM)具備自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),并且能夠大幅度改善零件的表面質(zhì)量,具有重要研究?jī)r(jià)值和發(fā)展?jié)摿?因此

2、,該文將脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工的機(jī)理和表面特性的研究作為核心內(nèi)容.在全面分析國(guó)內(nèi)外在脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,該文認(rèn)為在以下方向有待深入研究:脈沖電化學(xué)光整加工的機(jī)理和工藝特性;脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工應(yīng)用技術(shù)研究;脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工的表面特性及其對(duì)零件使用性能和壽命的影響.上述內(nèi)容中機(jī)理和工藝特性是光整加工研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,光整加工的最終目標(biāo)是大幅度提高零件的表面質(zhì)量、使用性能和壽命,因此這些研究

3、方向即是該文的主要工作和研究重點(diǎn).該文重點(diǎn)研究了脈沖電化學(xué)光整加工(PECFM)的機(jī)理和工藝特性,深入研究了PECFM的電化學(xué)特性、流場(chǎng)特性和陽(yáng)極溶解特性;通過(guò)模擬計(jì)算分析極間間隙過(guò)程,建立了許用最小間隙數(shù)學(xué)模型;系統(tǒng)研究了電解液、脈沖電流頻率和占空比、電參數(shù)、工作液壓力和流速等工藝參數(shù)對(duì)加工表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響規(guī)律,全面分析了PECFM的工藝特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì).研制了PECFM專用高頻窄脈寬大容量脈沖電源,并在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行狀況良好,在此

4、基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了智能型脈沖電源.開(kāi)拓了PECFM的應(yīng)用領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)了開(kāi)放式PECFM、移動(dòng)式陰極加工和脈沖電化學(xué)光亮刻字等新技術(shù)和新工藝,在大面積工件、復(fù)雜型面、微小尺寸和復(fù)雜結(jié)構(gòu)光整加工應(yīng)用中取得了顯著的效果,并對(duì)PECFM的表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析.將光整加工工藝、表面質(zhì)量、零件使用性能和壽命三者聯(lián)系起來(lái),研究了加工工藝和表面特性對(duì)使用性能和壽命的影響.該文首先建立了較為完整的表面特性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系,分析了脈沖電化學(xué)及其復(fù)合

5、光整加工的表面特性,揭示了不同光整加工工藝對(duì)表面特性的影響規(guī)律,對(duì)脈沖電化學(xué)及其復(fù)合光整加工后零件的各項(xiàng)使用性能(摩擦系數(shù)、初磨損、精度保持性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、耐腐蝕性和粘附性)進(jìn)行了深入的研究,在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)分析了表面特性對(duì)零件使用性能和壽命的影響.在上述研究的基礎(chǔ)上,作者認(rèn)為將脈沖電化學(xué)機(jī)械加工(PECMM)應(yīng)用到量大面廣的基礎(chǔ)件上,對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有重要的意義.該文將PECMM應(yīng)用到齒輪、軸承的加工中,檢測(cè)分析了PECMM的軸承

6、滾道和齒輪齒面的表面特性,并以齒輪和軸承實(shí)際工況下的使用性能和壽命實(shí)驗(yàn)作為總體考核目標(biāo),得出可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù),來(lái)校核基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和理論分析的準(zhǔn)確性,對(duì)照加工前后軸承和齒輪的使用性能和壽命指標(biāo),經(jīng)PECMM加工后零件噪音大幅度下降,壽命大幅度提高,由此可見(jiàn)將PECMM應(yīng)用到軸承、齒輪等基礎(chǔ)件上具有巨大的研究?jī)r(jià)值和發(fā)展前途.該文的研究旨在更深入的認(rèn)識(shí)表面質(zhì)量和零件使用性能之間的關(guān)系,加深理解采用先進(jìn)的工藝方法是解決表面質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)鍵所在