本文關(guān)鍵詞：電火花加工微小孔的電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工技術(shù)研究

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【摘要】：機(jī)電系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)的微型化已經(jīng)成為機(jī)械行業(yè)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。微小孔零件作為微機(jī)電系統(tǒng)中最基本的零件之一,廣泛應(yīng)用在航天發(fā)動(dòng)機(jī)、人造血管支架、燃油噴嘴等方面。由于微小孔零件尺寸小、所能承受的載荷低,其表面質(zhì)量的好壞往往決定了微小孔零件的性能,所以對(duì)其表面質(zhì)量展開研究具有重要的意義。微細(xì)電火花加工是目前微小孔加工中較常使用的方法之一,但其所加工出來的微小孔存在重鑄層、裂紋、毛刺等表面缺陷且表面粗糙度、錐度較大。針對(duì)這一問題,本文提出利用電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工的方法對(duì)電火花加工出的微小孔進(jìn)行光整,以實(shí)現(xiàn)在較高效率的基礎(chǔ)上極大的提高零件的表面質(zhì)量。本文在分析了微小孔組合加工所需工藝條件的基礎(chǔ)上,搭建了集成塊電極電火花磨削、電火花加工和電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工于一體的組合加工平臺(tái)。并在該加工平臺(tái)上進(jìn)行了電火花與電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整組合加工技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。包括制備出Φ120μm的微細(xì)電極;選擇出合適的電壓、電流、電容、脈寬等電火花加工組合參數(shù);對(duì)比了電火花與組合加工后微小孔的表面質(zhì)量以及選擇出了電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔合適的加工時(shí)間為90s左右等。對(duì)電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔的間隙流場(chǎng)進(jìn)行了仿真,分析了在不同電極進(jìn)給速度以及顆粒質(zhì)量濃度的條件下間隙流場(chǎng)的速度分布、顆粒的濃度分布以及運(yùn)動(dòng)軌跡等。在此基礎(chǔ)上研究了加工電壓、脈寬、電極進(jìn)給速度以及顆粒質(zhì)量濃度對(duì)電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔表面質(zhì)量與加工效率的影響并對(duì)仿真結(jié)果加以驗(yàn)證。得到了電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工微小孔合理的加工參數(shù)范圍:加工電壓10-20V、脈寬0.5-1.5μs、電極進(jìn)給速度0.4-1.2mm/s、顆粒質(zhì)量濃度3-9wt%�；谝陨系墓ぷ骰A(chǔ),采用中心組合實(shí)驗(yàn)方法對(duì)工藝實(shí)驗(yàn)進(jìn)行規(guī)劃。利用響應(yīng)曲面法建立了加工電壓、脈寬、電極進(jìn)給速度、顆粒質(zhì)量濃度與微小孔表面粗糙度間的數(shù)學(xué)模型�；谠撃Ｐ筒捎昧Ｗ尤簝�(yōu)化算法對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得到了最佳工藝參數(shù)組合與最低表面粗糙度的理論值。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,其誤差不超過10%,成功加工出了孔徑為200μm,深徑比為1:3,表面粗糙度為36nm的微小孔。
【關(guān)鍵詞】：微小孔 電火花加工 電化學(xué)機(jī)械復(fù)合光整加工 間隙流場(chǎng)仿真 表面粗糙度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題的來源9
• 1.2 課題研究的背景與意義9-10
• 1.3 微小孔EDM加工的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3.1 微小孔EDM加工的國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 微小孔EDM加工的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 ECMP加工的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4.1 ECMP加工的國(guó)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4.2 ECMP加工的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析18
• 1.6 課題主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 ECMP加工系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 ECMP加工理論基礎(chǔ)研究20-25
• 2.2.1 ECMP加工微小孔的機(jī)理研究20-23
• 2.2.2 ECMP加工對(duì)表面質(zhì)量的影響分析23-25
• 2.3 組合加工平臺(tái)的搭建25-27
• 2.4 復(fù)合電解液的選取與制備27-29
• 2.4.1 電解液基體的選擇與依據(jù)27
• 2.4.2 拋光微粉顆粒的選擇與依據(jù)27-28
• 2.4.3 添加劑的選擇及復(fù)合懸浮電解液的制備28-29
• 2.5 組合加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究29-37
• 2.5.1 實(shí)驗(yàn)方案與組合加工工藝29-30
• 2.5.2 實(shí)驗(yàn)用微細(xì)電極的制備30-32
• 2.5.3 EDM加工參數(shù)的選擇實(shí)驗(yàn)32-33
• 2.5.4 EDM與組合加工的對(duì)比實(shí)驗(yàn)33-35
• 2.5.5 ECMP加工時(shí)間的選擇實(shí)驗(yàn)35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第3章 ECMP加工微小孔間隙流場(chǎng)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究38-59
• 3.1 引言38
• 3.2 ECMP加工微小孔間隙流場(chǎng)的仿真38-48
• 3.2.1 ECMP加工間隙流場(chǎng)理論模型的選擇及幾何模型的建立39-41
• 3.2.2 邊界條件與仿真參數(shù)的設(shè)定41-42
• 3.2.3 ECMP加工間隙流場(chǎng)仿真結(jié)果分析說明42-48
• 3.3 ECMP主要工藝要素對(duì)加工結(jié)果影響的實(shí)驗(yàn)研究與仿真驗(yàn)證48-57
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案與檢測(cè)方法48
• 3.3.2 加工電壓對(duì)加工結(jié)果的影響分析48-52
• 3.3.3 脈寬對(duì)加工結(jié)果的影響分析52-53
• 3.3.4 電極進(jìn)給速度對(duì)加工結(jié)果的影響分析與仿真驗(yàn)證53-55
• 3.3.5 拋光微粉顆粒濃度對(duì)加工結(jié)果的影響分析與仿真驗(yàn)證55-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第4章 微小孔表面粗糙度數(shù)學(xué)模型的建立與參數(shù)優(yōu)化59-72
• 4.1 引言59
• 4.2 ECMP加工微小孔內(nèi)表面粗糙度數(shù)學(xué)模型的建立59-65
• 4.2.1 中心組合實(shí)驗(yàn)59-61
• 4.2.2 數(shù)學(xué)模型的建立與分析61-64
• 4.2.3 響應(yīng)曲面的分析與討論64-65
• 4.3 ECMP加工微小孔工藝參數(shù)的優(yōu)化65-71
• 4.3.1 參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的建立65-66
• 4.3.2 粒子群優(yōu)化算法求解目標(biāo)函數(shù)66-69
• 4.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn)69-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：1106090