本文關(guān)鍵詞：低頻振動(dòng)小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)電解加工技術(shù)研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,新的研究結(jié)果表明,以具有強(qiáng)化表面(表面具有紊流微結(jié)構(gòu))的冷卻管/孔代替普通光滑管/孔,其傳熱效果可以得到進(jìn)一步增強(qiáng)。強(qiáng)化表面指在管內(nèi)壁面加工出一些具有粗糙肋的紊流結(jié)構(gòu),如肋槽、凹坑或凸臺(tái)等。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,此種形狀的傳熱結(jié)構(gòu)能夠大幅度增強(qiáng)換熱設(shè)備的換熱效果,傳熱效率可比光滑孔提高35%-300%。因此,研究一種高效、低成本、具有競(jìng)爭(zhēng)力的加工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)的微細(xì)加工是一項(xiàng)重要的研究課題。微細(xì)電解加工是以離子的形式對(duì)材料進(jìn)行去除的,是一種非接觸式加工,加工后工件表面無(wú)殘余應(yīng)力與再鑄層,因此能用于任意材料的金屬孔內(nèi)表面微結(jié)構(gòu)的加工。但目前電解加工小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)依然存在加工間隙內(nèi)電解液更新困難,電解產(chǎn)物及電解熱難以有效排除等問(wèn)題。論文在電解液定常流動(dòng)基礎(chǔ)上增加低頻振動(dòng),可以使得陰陽(yáng)極加工間隙內(nèi)形成擾動(dòng)流場(chǎng),從而達(dá)到改善加工間隙流場(chǎng)、提高電解產(chǎn)物排出能力的目的。圍繞螺旋孔電解加工技術(shù),本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,主要研究成型電極電解加工方法、低頻振動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、間隙流場(chǎng)流動(dòng)特性、加工工藝參數(shù)以及低頻振動(dòng)對(duì)小孔徑內(nèi)壁面加工的影響。論文主要研究工作如下:1、搭建一套利用成型工具電極低頻振動(dòng)電解加工內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)的平臺(tái)。2、研制出可提高工具電極使用壽命的工藝方法。通過(guò)向光敏樹(shù)脂中添加15%Si C的方法,控制其固化溫度、固化時(shí)間,可提高絕緣膠與工具電極結(jié)合力,同時(shí)改性后的光敏樹(shù)脂導(dǎo)熱性與強(qiáng)度的增強(qiáng)使得工具電極的使用壽命明顯提高。3、根據(jù)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué),采用Fluent分析軟件,對(duì)低頻振動(dòng)下小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)電解加工過(guò)程中的流場(chǎng)變化進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究螺旋孔電解過(guò)程中流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),結(jié)果表明振動(dòng)量程、振動(dòng)速度等加工因素均會(huì)影響加工間隙內(nèi)的流場(chǎng)分布,形成擾動(dòng)流場(chǎng)。4、小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)電解加工工藝實(shí)驗(yàn)研究。采用改進(jìn)工藝制作的工具電極加工螺旋孔,分析低頻振動(dòng)因素對(duì)加工穩(wěn)定性和加工效率的影響規(guī)律,結(jié)果表明隨著振動(dòng)量程的增加,成型槽的均勻性隨之變好,材料去除率也得到大大提高。而振動(dòng)加速度越大,越有助于材料的去除。但對(duì)成型槽軸向肋深的一致性影響變化不大;振動(dòng)頻率越高,電解液更新的越頻繁,對(duì)于槽的軸向肋深一致性越好,但孔的材料去除效率變小。
【關(guān)鍵詞】：電解加工 低頻振動(dòng) 螺旋孔加工 加工精度
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG662
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 微細(xì)電解加工技術(shù)11-12
• 1.2 小孔徑內(nèi)壁面加工技術(shù)研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 選題背景12-14
• 1.2.2 內(nèi)壁表面微結(jié)構(gòu)加工技術(shù)14-16
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3 課題來(lái)源、研究意義與研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.3.1 課題來(lái)源及研究意義19
• 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第2章 電解加工理論及實(shí)驗(yàn)裝置研制21-35
• 2.1 電解加工的原理21-25
• 2.1.1 電解加工的優(yōu)勢(shì)與局限性21-22
• 2.1.2 法拉第定律和電流效率22-24
• 2.1.3 陽(yáng)極鈍化與過(guò)鈍化24-25
• 2.2 電解加工工藝參數(shù)25-27
• 2.2.1 電解液參數(shù)25-26
• 2.2.2 電源參數(shù)26-27
• 2.2.3 加工間隙27
• 2.3 影響小孔徑內(nèi)壁面結(jié)構(gòu)成型的因素分析27-28
• 2.4 低頻振動(dòng)電解加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制28-33
• 2.4.1 電解區(qū)域設(shè)計(jì)28-29
• 2.4.2 電解液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-30
• 2.4.3 電解加工電源30
• 2.4.4 低頻振動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)30-33
• 2.5 本章小節(jié)33-35
• 第3章 高性能工具電極制備工藝研究35-45
• 3.1 光固化技術(shù)原理35-36
• 3.2 螺旋工具電極制備36-38
• 3.2.1 金屬芯線與光敏樹(shù)脂的選擇36
• 3.2.2 螺旋工具電極制備工藝改進(jìn)36-38
• 3.2.3 螺旋工具電極絕緣層改進(jìn)38
• 3.3 螺旋工具電極壽命分析38-43
• 3.3.1 含SiC與不含SiC工具電極壽命對(duì)比38-39
• 3.3.2 不同SiC含量工具電極壽命分析研究39-43
• 3.4 本章小節(jié)43-45
• 第4章 工具陰極低頻振動(dòng)間隙流場(chǎng)分析45-59
• 4.1 計(jì)算機(jī)仿真軟件fluent介紹45-46
• 4.2 基本流體動(dòng)力學(xué)方程46-47
• 4.3 內(nèi)螺旋孔電解加工間隙流場(chǎng)分析47-48
• 4.4 螺旋工具電極低頻振動(dòng)加工有限元模型48-49
• 4.5 螺旋工具電極低頻振動(dòng)仿真分析49-57
• 4.5.1 不同振動(dòng)幅度下工具電極振動(dòng)流場(chǎng)仿真52-54
• 4.5.2 不同振動(dòng)速度下工具電極振動(dòng)流場(chǎng)仿真54-55
• 4.5.3 不同振動(dòng)加速度下工具電極振動(dòng)流場(chǎng)仿真55-57
• 4.6 本章小節(jié)57-59
• 第5章 低頻振動(dòng)小孔徑內(nèi)壁面微結(jié)構(gòu)電解加工實(shí)驗(yàn)研究59-77
• 5.1 低頻振動(dòng)與非振動(dòng)加工實(shí)驗(yàn)對(duì)比60-62
• 5.2 低頻振動(dòng)因素實(shí)驗(yàn)研究62-75
• 5.2.1 低頻振動(dòng)幅度對(duì)加工結(jié)果的影響62-66
• 5.2.2 低頻振動(dòng)速度對(duì)加工結(jié)果的影響66-68
• 5.2.3 低頻振動(dòng)頻率對(duì)加工結(jié)果的影響68-75
• 5.3 低頻振動(dòng)電解加工實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論75
• 5.4 本章小節(jié)75-77
• 第6章 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 本文主要結(jié)論77
• 6.2 研究展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：637299