小孔电解加工电解液流场作用机理与实验研究

发布时间：2023-05-05 19:56

　　电解加工(Electrochemical machining,ECM)是基于阳极溶解的原理,阳极发生氧化反应,电解产物被具有一定压力、流速的电解液带走,阳极达到加工要求的一种特种加工方法。电解加工的工件表面质量较好、无切削应力和热变形、生产效率较高,可以加工难切削材料、复杂型面、微细零件以及高强度、高韧性、耐腐蚀、耐高温的合金零件。因为该技术是使导体工件材料以离子形式去除,所以在微细制造领域有着较大的发展潜力。以尺寸为几微米至几百微米的结构为研究对象,深入研究加工间隙内电场、电解液流场等工艺参数对加工精度和稳定性的影响,是国内外研究人员的广泛关注热点。本文以电解加工理论为基础,为提高小孔加工稳定性和加工精度,分别采取电解液中添加络合剂和采用超声扰动电解液的两种手段,比较分析加工间隙内电解液流场参数的分布。基于化学、流体力学、Fluent,通过对加工间隙内的电解液流速、压力参数的仿真模拟,分析研究了这两种方法对小孔电解加工精度、稳定性的影响。为了研究阴极形状对间隙内的流场分布情况,本文结合小孔加工时采用的棒状阴极和螺旋阴极,提出了“静域”、“动域”相结合的数值分析方法。分析得出采用螺旋阴...

【文章页数】：109 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 电解加工技术的特点
    1.2 电解加工技术的研究与发展
        1.2.1 微细电解加工
        1.2.2 数控电解加工
        1.2.3 脉冲电流电解加工
        1.2.4 电解复合加工
    1.3 小孔电解加工技术的研究与发展
        1.3.1 掩膜电解加工小孔
        1.3.2 电液束电解加工小孔
        1.3.3 约束刻蚀剂层加工小孔方法
        1.3.4 提高小孔电解加工精度的工艺措施
    1.4 电解加工小孔存在的问题
    1.5 课题的研究背景及意义
    1.6 课题主要研究内容及创新点
2 小孔电解加工理论基础
    2.1 电解加工基本原理
    2.2 法拉第定律
    2.3 小孔电解加工主要参数分析
        2.3.1 电解液对电解加工小孔定域性的影响分析
        2.3.2 电参数对小孔电解加工精度的影响分析
        2.3.3 加工间隙对小孔电解加工精度的影响分析
        2.3.4 影响电解加工小孔加工速度的因素
    2.4 改善小孔电解加工精度工艺措施的机理研究
        2.4.1 超声扰动电解液电解加工
        2.4.2 添加络合剂的电解加工
    2.5 本章小结
3 小孔电解加工电解液流场作用机理研究
    3.1 CFD简介
    3.2 采用圆柱阴极小孔加工的电解液流场分析
        3.2.1 流场模型建立及网格划分
        3.2.2 加工间隙内流体数学模型及边界条件
        3.2.3 流场结果分析
    3.3 采用螺旋阴极小孔加工的电解液流场分析
        3.3.1 流场模型建立及网格划分
        3.3.2 加工间隙内流体数学模型及边界条件
        3.3.3 流场结果分析
    3.4 两种措施下电解加工间隙内流场分析比较
        3.4.1 影响电解加工间隙内流场分布的相关参数
        3.4.2 超声扰动及添加络合剂电解加工间隙内流场分析
    3.5 本章小结
4 小孔电解加工实验系统及实验结果分析
    4.1 小孔电解加工实验系统
        4.1.1 电解加工机床控制单元
        4.1.2 电源系统
        4.1.3 电解液循环系统
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 实验条件
        4.2.2 实验方案
        4.2.3 对比实验分析
    4.3 本章小结
总结与展望
    论文工作总结
    未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3808312