脈沖電化學及其復合光整加工機理和表面特性的研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展,對零件的精度和表面質(zhì)量要求越來越高.由于中國機械零件表面質(zhì)量與國外先進國家相比具有較大的差距,因而嚴重影響了產(chǎn)品的使用性能和壽命.此外,傳統(tǒng)機械光整加工在大型工件、復雜曲面、微小尺寸和復雜結(jié)構(gòu)等的應用中存在工藝復雜、表面質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低等問題.在實踐和研究中發(fā)現(xiàn),脈沖電化學光整加工(PECFM)和脈沖電化學機械加工(PECMM)具備自身的特點和優(yōu)勢,并且能夠大幅度改善零件的表面質(zhì)量,具有重要研究價值和發(fā)展?jié)摿?因此

2、,該文將脈沖電化學及其復合光整加工的機理和表面特性的研究作為核心內(nèi)容.在全面分析國內(nèi)外在脈沖電化學及其復合光整加工領域的研究現(xiàn)狀的基礎上,該文認為在以下方向有待深入研究:脈沖電化學光整加工的機理和工藝特性;脈沖電化學及其復合光整加工應用技術(shù)研究;脈沖電化學及其復合光整加工的表面特性及其對零件使用性能和壽命的影響.上述內(nèi)容中機理和工藝特性是光整加工研究的基礎和關(guān)鍵,光整加工的最終目標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.該文重點研究了脈沖電化學光整加工(PECFM)的機理和工藝特性,深入研究了PECFM的電化學特性、流場特性和陽極溶解特性;通過模擬計算分析極間間隙過程,建立了許用最小間隙數(shù)學模型;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的工藝特點和優(yōu)勢.研制了PECFM專用高頻窄脈寬大容量脈沖電源,并在實際生產(chǎn)中運行狀況良好,在此

4、基礎上設計開發(fā)了智能型脈沖電源.開拓了PECFM的應用領域,開發(fā)了開放式PECFM、移動式陰極加工和脈沖電化學光亮刻字等新技術(shù)和新工藝,在大面積工件、復雜型面、微小尺寸和復雜結(jié)構(gòu)光整加工應用中取得了顯著的效果,并對PECFM的表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率等進行了系統(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,研究了加工工藝和表面特性對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評價體系,分析了脈沖電化學及其復合

5、光整加工的表面特性,揭示了不同光整加工工藝對表面特性的影響規(guī)律,對脈沖電化學及其復合光整加工后零件的各項使用性能(摩擦系數(shù)、初磨損、精度保持性、疲勞強度、接觸剛度、耐腐蝕性和粘附性)進行了深入的研究,在此基礎上,系統(tǒng)分析了表面特性對零件使用性能和壽命的影響.在上述研究的基礎上,作者認為將脈沖電化學機械加工(PECMM)應用到量大面廣的基礎件上,對實際生產(chǎn)具有重要的意義.該文將PECMM應用到齒輪、軸承的加工中,檢測分析了PECMM的軸承

6、滾道和齒輪齒面的表面特性,并以齒輪和軸承實際工況下的使用性能和壽命實驗作為總體考核目標,得出可靠的實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù),來校核基礎實驗和理論分析的準確性,對照加工前后軸承和齒輪的使用性能和壽命指標,經(jīng)PECMM加工后零件噪音大幅度下降,壽命大幅度提高,由此可見將PECMM應用到軸承、齒輪等基礎件上具有巨大的研究價值和發(fā)展前途.該文的研究旨在更深入的認識表面質(zhì)量和零件使用性能之間的關(guān)系,加深理解采用先進的工藝方法是解決表面質(zhì)量問題的關(guān)鍵所在