电解射流加工机理及其工艺试验研究

发布时间：2023-03-14 18:01

　　电解射流加工技术是一种潜在的高精度微加工的方法,在金属微细制造领域有广泛的应用前景。其加工过程中金属材料的减少以微小的离子为单位,可加工金属材料的范围广泛,没有任何热应力或机械应力,无工具损耗,工件材料的机械特性如材料的硬度和延展性对加工过程没有任何影响。本文对电解射流加工的射流流场进行了仿真与分析,研制了电解射流加工实验平台,并对不同工艺参数下的实验结果进行了分析。本文的主要工作内容如下:对喷嘴射流的特性进行了仿真分析,通过比较三种典型结构喷嘴的射流特性,为喷嘴的设计提供参考;对加工区域内的电解液的流动情况进行了仿真,分析其加工过程中的电解液更新情况;对加工间隙内的电场进行了仿真模拟,研究工件表面电流密度分布情况。研制了电解射流加工实验平台,采用了龙门式结构作为设备的总体布局,主要设计了进给系统、供液系统、喷射系统、控制系统等,并对搭建好的设备进行调试与优化。对电解射流加工微凹坑的工艺规律进行了试验研究,主要研究了加工电压、占空比、初始加工间隙等加工参数对微凹坑形貌的影响规律,并根据实验结果分析其加工区边缘杂散腐蚀现象产生原因。本文的研究搭建了电解射流加工工艺实现的载体,分析了其工艺...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 微细电解加工技术国内外研究现状
        1.2.1 管电极电解加工
        1.2.2 电液束加工
        1.2.3 电解射流加工
        1.2.4 激光辅助电解射流加工
    1.3 本课题主要研究内容
2 电解射流加工的理论基础
    2.1 电解加工相关理论
        2.1.1 法拉第定律
        2.1.2 电流效率
        2.1.3 双电层理论
        2.1.4 电极的极化
        2.1.5 电流密度
    2.2 电解射流加工理论
        2.2.1 电解射流加工原理
        2.2.2 射流结构
        2.2.3 电解射流加工的电场特性分析
    2.3 本章小结
3 电解射流加工流场与电场的仿真分析
    3.1 流体运动基本控制方程
        3.1.1 连续性方程
        3.1.2 纳维—斯托克斯方程
        3.1.3 能量守恒方程
        3.1.4 湍流运动方程
    3.2 喷嘴结构对射流的影响
        3.2.1 模型结构设置
        3.2.2 入口速度计算
        3.2.3 边界条件设置
        3.2.4 仿真结果分析
    3.3 射流冲击工件流场分析
        3.3.1 边界条件设置
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 加工间隙内的电场仿真
        3.4.1 边界条件设置
        3.4.2 仿真结果分析
    3.5 本章小结
4 脉冲电解射流加工实验平台的研制
    4.1 设计目标与要求
        4.1.1 设计目标
        4.1.2 设计要求
    4.2 设备总体布局的设计
    4.3 进给机构
    4.4 直流脉冲电源
    4.5 供液系统设计
    4.6 喷射系统设计
        4.6.1 喷嘴的设计
        4.6.2 喷射装置体的设计
    4.7 隔振平台
    4.8 龙门架与装备整体结构
    4.9 控制系统
    4.10 设备调试与改进
    4.11 本章小结
5 电解射流加工工艺参数对加工效果的影响试验研究
    5.1 电压对凹坑形貌的影响
    5.2 初始加工间隙对凹坑形貌的影响
    5.3 占空比对凹坑形貌的影响
    5.4 加工结果杂散腐蚀现象分析
        5.4.1 电解液成分的影响
        5.4.2 喷嘴结构的影响
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间参加的项目
    B.学位论文数据集
致谢



本文编号：3762480