钝性金属材料的磨粒高速流动电化学机械复合光整加工方法研究
发布时间：2021-01-14 16:35
电化学机械复合光整加工是一种将电化学电解作用与机械作用相结合的加工方法,机械作用的存在大大提高了阳极表面高点区域的去除速率,加快了阳极表面的整平速度。复合光整加工过程属冷态加工,不存在热应力影响,加工后工件表面没有残余应力、微裂纹及变质层,对加工工具的磨损小,加工效率高,不受加工材料硬度、强度的限制。目前常用的电化学机械复合光整方法虽然可以很好地将工具的机械作用与电化学作用复合,但是仍存在缺陷和不足。本文提出了一种新型的磨粒高速流动电化学机械复合光整加工技术,设计并搭建了复合光整加工试验平台,分析并研究了复合光整加工机理,并对不同加工工艺参数进行了试验探究,主要研究内容及完成的工作如下:（1）设计并搭建了适用于磨粒高速流动电化学机械复合光整加工的试验平台。可以对磨粒与电解液混合,保证两相磨粒流以一定的速度与压力进入加工区;设计了温度控制循环回路,调节控制电解液的加工温度;通过二级循环过滤系统,对两相磨粒流体进行分隔循环过滤,重复利用。（2）设计了复合光整加工试验工装夹具。通过角度导流模块的调整使磨粒的机械作用与电化学作用有效复合;对加工流场进行了两相流DPM模型的仿真与试验,分析流场的...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磨料流加工原理示意图
1]等人提出了螺旋面磨料流光整加工方法，利用螺旋引流段来避实现了螺杆螺旋面的均匀化抛光。工效率高、便于自动化控制、表面质量较好，可以达到 Ra0.1，特别适用于交叉通道、异形曲面等。但是由于磨粒流是在封出，容易导致加工好的表面二次损伤，同时因为往复的运动作性纹理。整加工加工（Magnetorheological Finishing，MRF）[22]是利用磁流变液件表面进行光整加工。受到可控的强磁场作用，具有磁流变性形成一个抛光工具，该工具有一定的弹性和硬度，当其经过工接触到工件表面产生一定强度的剪切力，使工件表面的材料得 1.3 所示。磁流变光整加工具有可控性高、去除效率高、不堵加工表面实现纳米级精度的抛光[24-26]。但是由于需要外加磁场细结构表面的光整加工，目前主要应用在回转类零件的抛光。
流道内壁面的微力微量的频繁切削作用实现被加工表面的逐步光整加工[31]。其加工原理如图1.4所示，通过引入约束模块与被加工的结构化表面组合形成一个封闭的约束流道，高速流动的磨粒流在流道的约束下形成湍流使磨粒随机地对加工表面进行冲蚀切削，消除表面纹理实现精密光整加工。这里的“软性”是指流体的弱粘性或无粘性，与传统的磨料流加工使用的强粘性的磨粒流对比具有很好的流动特性易于实现高速湍流流动。“软性”磨粒流光整加工可以对实现微细结构表面的自动化光整加工，不易发生加工变形，磨粒可以循环使用，提高磨粒的利用率。图 1. 4 “软性”磨粒流加工原理示意图浙江工业大学的计时鸣教授[32-34]率先提出了“软性”磨粒流精密光整加工新方法，其团队成员开展了大量的基础研究，取得了很多研究成果。孙树峰[35-36]进行了固液两相流湍流调控研究，获得了均匀的湍流流动和保持磨粒长时间不沉积的磨粒流配比；李琛[37]对“软性”磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理展开了研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]光整加工对齿轮传动影响的研究[J]. 罗丽霞,武增宏. 机械工程师. 2018(11)
[2]基于Hilbert-Huang变换的软性磨粒流抛光流道压力脉动分析[J]. 计时鸣,李军,谭大鹏. 机电工程. 2018(04)
[3]电化学机械精准光整加工技术研究[J]. 庞桂兵,徐文骥,周锦进. 中国机械工程. 2016(19)
[4]螺旋面磨料流光整加工仿真与试验[J]. 高航,付有志,王宣平,彭灿. 浙江大学学报(工学版). 2016(05)
[5]流体磨料光整加工理论与技术的发展[J]. 高航,吴鸣宇,付有志,郭东明. 机械工程学报. 2015(07)
[6]磁流变抛光与磁流变液:原理与研究现状[J]. 高伟,魏齐龙,李晓媛,王超,汤光平. 磁性材料及器件. 2015(02)
[7]软性磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理[J]. 李琛,计时鸣,谭大鹏,刘曦泽. 机械工程学报. 2014(09)
[8]电化学机械复合光整加工技术的研究现状[J]. 张志金,张明岐,曹新鹏,程小元. 材料导报. 2012(13)
[9]大壁厚内圆槽磁力光整加工装置设计[J]. 张桂香,赵玉刚,赵东标,张萍萍,刘海山. 机械科学与技术. 2012(06)
[10]结构化流道环境下不同颗粒浓度的磨粒群分布及其动力学特性[J]. 计时鸣,钟佳奇,谭大鹏,池永为,李琛. 农业工程学报. 2012(04)
博士论文
[1]软性磨粒流湍流强化加工方法研究[D]. 李军.浙江工业大学 2017
[2]面向模具结构化表面光整加工的磨粒流湍流调控及加工机理研究[D]. 孙树峰.浙江工业大学 2013
[3]发动机叶片精密电解加工关键技术研究[D]. 徐正扬.南京航空航天大学 2008
[4]脉冲电化学及电化学机械齿轮光整与修形加工技术研究[D]. 庞桂兵.大连理工大学 2005
硕士论文
[1]基于DPM模型磨粒流精密加工约束流道设计[D]. 王金顺.浙江工业大学 2017
本文编号：2977180
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磨料流加工原理示意图
1]等人提出了螺旋面磨料流光整加工方法，利用螺旋引流段来避实现了螺杆螺旋面的均匀化抛光。工效率高、便于自动化控制、表面质量较好，可以达到 Ra0.1，特别适用于交叉通道、异形曲面等。但是由于磨粒流是在封出，容易导致加工好的表面二次损伤，同时因为往复的运动作性纹理。整加工加工（Magnetorheological Finishing，MRF）[22]是利用磁流变液件表面进行光整加工。受到可控的强磁场作用，具有磁流变性形成一个抛光工具，该工具有一定的弹性和硬度，当其经过工接触到工件表面产生一定强度的剪切力，使工件表面的材料得 1.3 所示。磁流变光整加工具有可控性高、去除效率高、不堵加工表面实现纳米级精度的抛光[24-26]。但是由于需要外加磁场细结构表面的光整加工，目前主要应用在回转类零件的抛光。
流道内壁面的微力微量的频繁切削作用实现被加工表面的逐步光整加工[31]。其加工原理如图1.4所示，通过引入约束模块与被加工的结构化表面组合形成一个封闭的约束流道，高速流动的磨粒流在流道的约束下形成湍流使磨粒随机地对加工表面进行冲蚀切削，消除表面纹理实现精密光整加工。这里的“软性”是指流体的弱粘性或无粘性，与传统的磨料流加工使用的强粘性的磨粒流对比具有很好的流动特性易于实现高速湍流流动。“软性”磨粒流光整加工可以对实现微细结构表面的自动化光整加工，不易发生加工变形，磨粒可以循环使用，提高磨粒的利用率。图 1. 4 “软性”磨粒流加工原理示意图浙江工业大学的计时鸣教授[32-34]率先提出了“软性”磨粒流精密光整加工新方法，其团队成员开展了大量的基础研究，取得了很多研究成果。孙树峰[35-36]进行了固液两相流湍流调控研究，获得了均匀的湍流流动和保持磨粒长时间不沉积的磨粒流配比；李琛[37]对“软性”磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理展开了研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]光整加工对齿轮传动影响的研究[J]. 罗丽霞,武增宏. 机械工程师. 2018(11)
[2]基于Hilbert-Huang变换的软性磨粒流抛光流道压力脉动分析[J]. 计时鸣,李军,谭大鹏. 机电工程. 2018(04)
[3]电化学机械精准光整加工技术研究[J]. 庞桂兵,徐文骥,周锦进. 中国机械工程. 2016(19)
[4]螺旋面磨料流光整加工仿真与试验[J]. 高航,付有志,王宣平,彭灿. 浙江大学学报(工学版). 2016(05)
[5]流体磨料光整加工理论与技术的发展[J]. 高航,吴鸣宇,付有志,郭东明. 机械工程学报. 2015(07)
[6]磁流变抛光与磁流变液:原理与研究现状[J]. 高伟,魏齐龙,李晓媛,王超,汤光平. 磁性材料及器件. 2015(02)
[7]软性磨粒流加工特性及近壁区域微切削机理[J]. 李琛,计时鸣,谭大鹏,刘曦泽. 机械工程学报. 2014(09)
[8]电化学机械复合光整加工技术的研究现状[J]. 张志金,张明岐,曹新鹏,程小元. 材料导报. 2012(13)
[9]大壁厚内圆槽磁力光整加工装置设计[J]. 张桂香,赵玉刚,赵东标,张萍萍,刘海山. 机械科学与技术. 2012(06)
[10]结构化流道环境下不同颗粒浓度的磨粒群分布及其动力学特性[J]. 计时鸣,钟佳奇,谭大鹏,池永为,李琛. 农业工程学报. 2012(04)
博士论文
[1]软性磨粒流湍流强化加工方法研究[D]. 李军.浙江工业大学 2017
[2]面向模具结构化表面光整加工的磨粒流湍流调控及加工机理研究[D]. 孙树峰.浙江工业大学 2013
[3]发动机叶片精密电解加工关键技术研究[D]. 徐正扬.南京航空航天大学 2008
[4]脉冲电化学及电化学机械齿轮光整与修形加工技术研究[D]. 庞桂兵.大连理工大学 2005
硕士论文
[1]基于DPM模型磨粒流精密加工约束流道设计[D]. 王金顺.浙江工业大学 2017
本文编号：2977180
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2977180.html
