本文關(guān)鍵詞：電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計方法的基礎(chǔ)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電解加工是一種特種加工方法,是制造難切削材料、扭曲且薄的葉片三維復(fù)雜曲面的主要工藝方法之一。陰極工具設(shè)計是電解加工首先要解決的問題,由于難以精確掌握加工的成形規(guī)律,陰極設(shè)計也是電解加工技術(shù)中的難點和重點。目前國內(nèi)外大多數(shù)陰極工具設(shè)計的方法是由工件型面計算陰極工具的“開環(huán)式”設(shè)計思路,得到的陰極往往是初始型面,大多要借助實驗加以人工修正才能加工出符合要求的工件。本文提出了一種電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計的新方法,由已知的工件型面和加工要求,從設(shè)計初始陰極型面、經(jīng)過工件成型預(yù)測到將工件的型面誤差反饋再設(shè)計陰極,如此循環(huán)迭代提高陰極設(shè)計精度和效率,同時一定程度地降低設(shè)計成本。本文以某發(fā)動機壓氣機葉片全方位電解加工成形為研究對象,建立了具有復(fù)雜曲面、大曲率變化的間隙模型,根據(jù)流體力學(xué)理論,建立了描述電解液流速、壓力、溫度等參數(shù)變化的動力學(xué)方程組,并進(jìn)行解析。根據(jù)電化學(xué)理論,將影響流場特性的主要參數(shù)代入電導(dǎo)率計算模型中解析,借助MATLAB計算并繪制出復(fù)雜流場的電導(dǎo)率隨空間位置不同的分布圖。采用cosθ法設(shè)計陰極初始型面,并考慮空間位置函數(shù)電導(dǎo)率的影響,使得陰極初始型面的設(shè)計在一定程度上更加符合實際。為建立陰極閉環(huán)設(shè)計模型,本文針對工件成形的預(yù)測進(jìn)行了研究,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了電解加工主要加工參數(shù)、待修正陰極型面與工件型面關(guān)鍵點的形狀誤差之間的關(guān)系,使用實驗數(shù)據(jù)做樣本文件對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練,使網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測精度達(dá)到±8%以內(nèi)。以空間Fourier變換和頻域傳遞函數(shù)為基礎(chǔ),建立了工件型面的形狀誤差與待修正陰極之間的映射關(guān)系,采用簡易算法由試件截面線修正陰極截面線,初步完成了陰極閉環(huán)設(shè)計的過程。結(jié)合上述關(guān)鍵技術(shù)的研究,本文在UG軟件平臺上開發(fā)了電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計系統(tǒng)軟件,該軟件包括設(shè)計工具陰極初始型面、工件成型仿真預(yù)測及數(shù)字化修正陰極型面三大功能。本文以復(fù)雜曲面為研究對象,深入地研究了復(fù)雜間隙內(nèi)電解液電導(dǎo)率的實際分布規(guī)律,有助于進(jìn)一步掌握電解加工成形規(guī)律;進(jìn)行了將試件型面誤差反饋修正陰極環(huán)節(jié)的閉環(huán)設(shè)計,為提高電解加工陰極設(shè)計精度和效率做了前期的基礎(chǔ)性工作。
【關(guān)鍵詞】：電解加工 陰極閉環(huán)設(shè)計 電導(dǎo)率函數(shù) 成形預(yù)測 數(shù)字化修正
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG662
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 符號說明10-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 電解加工簡介11-12
• 1.2 電解加工的發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.3 電解加工陰極設(shè)計方法16-21
• 1.3.1 陰極設(shè)計簡介16
• 1.3.2 常用的陰極設(shè)計方法16-18
• 1.3.3 陰極設(shè)計方法中的問題18-19
• 1.3.4 陰極設(shè)計要求19-20
• 1.3.5 陰極設(shè)計方法的發(fā)展趨勢20-21
• 1.4 本課題的研究意義和研究內(nèi)容21-23
• 1.4.1 課題的研究意義21
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點21-23
• 2 電解加工陰極設(shè)計23-41
• 2.1 葉片電解加工簡介23-25
• 2.2 基于極間間隙內(nèi)簡化電場模型的設(shè)計25-27
• 2.3 復(fù)雜極間間隙內(nèi)流場分布規(guī)律分析27-33
• 2.3.1 電解液的流動形式27-29
• 2.3.2 確定電解液初始參數(shù)29-33
• 2.4 電解液電導(dǎo)率的分析33-36
• 2.5 考慮實際流場分布的cosθ 法設(shè)計36-40
• 2.5.1 陰極設(shè)計計算36-38
• 2.5.2 采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)代入電導(dǎo)率38-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 3 電解加工陽極工件成形預(yù)測41-51
• 3.1 陰極閉環(huán)設(shè)計模型41-42
• 3.2 陽極工件型面預(yù)測的研究方案分析42-44
• 3.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測工件成形44-49
• 3.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本理論44-45
• 3.3.2 用于陽極成形預(yù)測的BP網(wǎng)絡(luò)模型45-48
• 3.3.3 預(yù)測陽極工件型面的BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練48-49
• 3.4 陽極型面預(yù)測結(jié)果49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 陰極閉環(huán)設(shè)計51-60
• 4.1 閉環(huán)控制基本理論51-52
• 4.1.1 閉環(huán)控制基本概念51
• 4.1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)51-52
• 4.2 陰極閉環(huán)設(shè)計中的反饋修正52-55
• 4.2.1 閉環(huán)設(shè)計模型52-54
• 4.2.2 利用頻域傳遞函數(shù)實現(xiàn)修正反饋54-55
• 4.3 陰極工具修正的實現(xiàn)55-58
• 4.3.1 MATLAB軟件56
• 4.3.2 MATLAB中的傅里葉變換56-57
• 4.3.3 陰極修正比例系數(shù)確定57-58
• 4.4 陰極型面截面線修正實例58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 電解加工陰極閉環(huán)設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)60-77
• 5.1 UG軟件的應(yīng)用60-61
• 5.2 UG軟件的技術(shù)支持61-62
• 5.3 閉環(huán)設(shè)計系統(tǒng)功能開發(fā)62-67
• 5.3.1 創(chuàng)建菜單62-64
• 5.3.2 設(shè)計對話框64-67
• 5.4 軟件系統(tǒng)運行結(jié)果67-75
• 5.4.1 陰極初始型面設(shè)計流程67-68
• 5.4.2 cosθ 法功能運行結(jié)果68-71
• 5.4.3 電解加工成形預(yù)測71-73
• 5.4.4 陰極截面線修正73-75
• 5.5 本章小結(jié)75-77
• 總結(jié)與展望77-79
• 論文研究工作總結(jié)77-78
• 未來工作展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文85-86

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