發(fā)布時(shí)間：2021-01-15 11:05

　　隨著現(xiàn)代制造業(yè)朝著精密化、微細(xì)化的方向發(fā)展,越來越多的微細(xì)槽結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在航空航天、精密儀器、生物醫(yī)療中。這些槽結(jié)構(gòu)要求具有一定的形狀、尺寸精度和較好的表面質(zhì)量。如何高效穩(wěn)定地加工出具有較高精度的槽結(jié)構(gòu)具有較高的研究?jī)r(jià)值。電解加工（Electrochemical machining,ECM）以電化學(xué)陽極溶解原理為基礎(chǔ),加工過程中工具與工件是非接觸式加工,工件不會(huì)受到切削力的影響。工具陰極理論上不存在機(jī)械損耗,能夠有效地降低加工成本。材料是以離子方式溶解的,使它對(duì)加工微小結(jié)構(gòu)具有理論上的優(yōu)勢(shì),在微細(xì)制造領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿薮�。電解加工出的工件表面質(zhì)量好,不存在殘余應(yīng)力和變形現(xiàn)象。該項(xiàng)技術(shù)不僅能夠高效加工出各種尺寸的彎槽結(jié)構(gòu),而且更適用于難加工材料彎槽的加工。本文以電解加工和流體力學(xué)理論為基礎(chǔ),以微小尺寸的彎槽結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,研究彎槽加工的電解加工成形規(guī)律,以提高彎槽的加工穩(wěn)定性、加工精度以及加工速度。利用FLUENT軟件對(duì)不同彎槽結(jié)構(gòu)加工間隙內(nèi)的流場(chǎng)分布進(jìn)行仿真模擬,同時(shí)還對(duì)彎槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同陰極進(jìn)給速度、不同陰極縱橫比的仿真模擬,分析研究不同彎槽結(jié)構(gòu)加工間隙內(nèi)流場(chǎng)的特點(diǎn)與流場(chǎng)變化趨勢(shì)。進(jìn)行彎槽電... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多銑刀銑削加工的深窄槽結(jié)構(gòu)

彎槽電解加工成形規(guī)律的基礎(chǔ)研究2降低。切削加工時(shí)，刀具與工件接觸產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，會(huì)造成刀具的變形和斷裂，影響刀具壽命；同時(shí)，由于摩擦帶來了大量切削熱，使部分切屑粘附在刀具上，降低加工質(zhì)量[7,8]。因此，微細(xì)切削加工的關(guān)鍵技術(shù)之一是研制微型機(jī)床及特殊刀具。華南理工大學(xué)的潘敏強(qiáng)等人提出多銑刀銑削的加工方法來提高深窄槽的加工效率。通過單次裝夾多把銑刀，改變進(jìn)給速度、刀具直徑等參數(shù)，加工出長(zhǎng)30mm×寬240μm、深寬比為4:1的深窄槽結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示。但刀具數(shù)量的增多，故障率會(huì)增加，影響加工的穩(wěn)定性[9]。韓國的Bang等人自主研制了五軸精密數(shù)控銑床，采用立銑刀加工出寬200μm×深650μm、壁厚25μm的深窄槽結(jié)構(gòu)[10]，如圖1-2所示。工件材料特別是難加工材料對(duì)銑削加工的穩(wěn)定性有較大影響，加工過程中刀具的磨損也影響著工件的加工精度[11]。圖1-1多銑刀銑削加工的深窄槽結(jié)構(gòu)Figure1-1Micro-slotsmachinedwithmulti-cuttersinmicro-milling圖1-2銑削加工的窄槽結(jié)構(gòu)Figure1-2Narrowgroovesmachinedinmilling名古屋大學(xué)的Shamoto等人為了改善加工過程中銑刀在深窄槽的顫振問題，研制出變節(jié)距銑刀支撐裝置，如圖1-3所示，提高了深窄槽的加工深度與加工定域性[12]。然而，銑削加工深窄槽結(jié)構(gòu)時(shí)，槽的邊緣和底部會(huì)產(chǎn)生毛刺等難以去除

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文3的殘留物，尤其是面對(duì)難加工材料時(shí)，殘留物明顯增多。這些問題也限制了銑削加工技術(shù)的應(yīng)用[13,14,15]。圖1-3變節(jié)距銑刀支撐裝置Figure1-3Thesupportingdeviceofmillingcutterswithvariablepitch1.2.2電火花成形加工技術(shù)電火花成形加工是特種加工技術(shù)中較為成熟的方法之一，它通過工具電極、工件電極在工作介質(zhì)中的火花放電去除工件材料，從而得到預(yù)定尺寸和表面質(zhì)量的工件[16]。電火花成形加工的能量集中、溫度高、作用范圍小，加工過程中使工件材料熔化、氣化，同時(shí)不受工件材料的限制，可以加工出較精密的深窄槽結(jié)構(gòu)[17,18]。如圖1-4所示為國立中央大學(xué)的ChowHanming等人通過向煤油工作液中加入不同粉粒，研究不同添加劑下的工作液對(duì)窄槽錐度以及表面質(zhì)量的影響。研究者們發(fā)現(xiàn)向煤油工作液中加入定量的Al粉末，改善了窄槽側(cè)壁的表面粗糙度，從4.0μm降低到2.5μm，但錐度略有增大[19]。圖1-4不同工作液加工出的窄槽結(jié)構(gòu)Figure1-4Narrowgroovemachinedwithdifferentworkingsolutions深窄槽電火花成形加工過程中，如果工作液更新不及時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響加工的穩(wěn)定性和加工精度[20]。圖1-5所示為西班牙的Flano等人通過在片狀電極上添加不同的孔結(jié)構(gòu)，研究孔狀結(jié)構(gòu)對(duì)深窄槽加工速度的影響。研究者們發(fā)現(xiàn)合理的孔狀結(jié)構(gòu)，改善了電火花加工的工作液環(huán)境，令加工時(shí)間大幅度縮短且加工精度較高[21]。西班牙的Ayesta等人利用電火花成形加工技術(shù)在噴嘴導(dǎo)向葉片上加工出深6.5mm的窄槽結(jié)構(gòu)[22]，如圖1-6所示。拉夫堡大學(xué)的Uhlmann等人為了提高深窄

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]彎孔加工技術(shù)發(fā)展與展望[J]. 王蕾,戴恩成.  模具技術(shù). 2019(04)
[2]添加絡(luò)合劑電解加工小孔的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王蕾,戴恩成,郭魯荻.  航空精密制造技術(shù). 2019(03)
[3]異形螺旋線電解加工關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 唐霖,馮鑫,任磊,范植堅(jiān).  電加工與模具. 2018(06)
[4]超聲擾動(dòng)電解液電解加工小孔的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 魏曾,戴恩成.  模具技術(shù). 2018(05)
[5]開源代碼庫OpenFOAM引入本科工程流體力學(xué)的教學(xué)實(shí)踐[J]. 趙勇,王天霖.  科教文匯(下旬刊). 2017(06)
[6]窄深槽加工技術(shù)的研究綜述與展望[J]. 白艷艷,呂明,李文斌,梁國星,郭建英.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2014(10)
[7]微尺度弧形群縫電解加工試驗(yàn)研究[J]. 趙建社,王峰,肖雄,李龍.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(23)
[8]淺談?dòng)邢拊治鲋袆澐志W(wǎng)格的技巧[J]. 時(shí)虹,袁境,嚴(yán)厚明.  裝備制造技術(shù). 2010(11)
[9]微細(xì)電解線切割加工模型分析與試驗(yàn)研究[J]. 王昆,朱荻.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(12)
[10]加工間隙內(nèi)電解產(chǎn)物對(duì)微細(xì)電解加工的影響分析[J]. 馬曉宇,李勇,呂善進(jìn),胡滿紅.  電加工與模具. 2008(06)

博士論文
[1]高頻脈沖電化學(xué)精密加工多場(chǎng)耦合理論與工藝研究[D]. 方明.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微細(xì)電解銑削加工技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D]. 劉勇.南京航空航天大學(xué) 2010
[3]納秒脈沖電流微細(xì)電解加工技術(shù)研究[D]. 張朝陽.南京航空航天大學(xué) 2006
[4]微細(xì)電解加工系統(tǒng)及其相關(guān)工藝的研究[D]. 徐惠宇.南京航空航天大學(xué) 2005

碩士論文
[1]鈦合金深窄槽電解加工技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 呂焱明.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]TC4鈦合金薄壁異型腔電解加工仿真分析及工藝研究[D]. 姚冶冰.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[3]擴(kuò)壓器軸向葉片高效電解加工研究及應(yīng)用[D]. 薛庭雨.南京航空航天大學(xué) 2017
[4]微細(xì)環(huán)槽電解線切割加工系統(tǒng)及試驗(yàn)研究[D]. 王亞南.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[5]阻垢型水處理劑在煤泥浮選中的應(yīng)用研究[D]. 趙文婷.太原理工大學(xué) 2016
[6]高溫鎳基合金冷卻孔電解加工基礎(chǔ)工藝試驗(yàn)研究[D]. 臧傳武.山東理工大學(xué) 2016
[7]鈦合金薄壁窄槽電加工試驗(yàn)研究[D]. 何俊生.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]基于流場(chǎng)分析的螺旋電極電解加工孔的研究[D]. 陳遠(yuǎn)軍.西華大學(xué) 2015
[9]葉片高頻窄脈沖電解加工過程多場(chǎng)耦合仿真[D]. 江偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[10]復(fù)雜型面電解加工電解液壓力調(diào)控研究[D]. 胡源.南京航空航天大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2978790