阴极表面微观形貌对电化学-机械光整加工的影响

发布时间：2021-01-13 10:08

　　为探讨阴极表面微观几何形貌对电化学机械光整加工中阳极表面形貌的影响,对比了电化学加工形成的圆弧型表面和磨削加工形成的尖峰型表面的复制效应,采用Abaqus软件模拟分析了不同微观轮廓高度对阳极表面形貌的影响,并通过试验予以验证。结果表明,在小间隙条件下,与尖峰型阴极微观表面相比,圆弧状阴极微观表面形貌对阳极表面电势分布和电流密度的影响更大,对阳极表面的复制效应更强,阳极溶解更快,电化学-机械光整加工的效率更高。 

【文章来源】：电镀与涂饰. 2020,39(09)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

磨削加工(a)和电化学-机械光整加工(b)后阴极的表面微观几何形貌

阴极和阳极之间的加工间隙较大时，主要通过尖峰效应实现阳极表面的光整加工，阴极表面微观几何轮廓对阳极的影响可忽略不计。当加工间隙小于0.5 mm时，经过电化学-机械光整加工的阳极具有与阴极相似的表面微观轮廓，即阴极的表面微观几何轮廓对阳极表面有复制效应[9-10]。根据电场的可叠加性质，以及在电化学溶解过程中阳极表面的尖峰与阴极表面的高点相遇或相对时阴极对阳极表面微观几何轮廓的复制效应会增强[11]，按阴极微观形貌的不同可将阳极的电化学溶解分为两种类型：一是阴极和阳极表面都为磨削加工后的尖峰状轮廓(见图2a)；另一种是阴极表面为电化学加工后的圆弧状轮廓，阳极为磨削加工后的尖峰状轮廓(见图2b)。在电化学-机械光整加工中，阳极表面的微观几何分布是阳极溶解和阴极复制效应叠加的结果。利用小加工间隙中电流场性质和阴极复制效应对图2的两种加工状态进行叠加，结果见图3。当阳极表面形貌相同时，采用尖峰状微观形貌阴极加工的阳极表面变为圆弧状和尖峰状的混合形貌(见图3a)。采用圆弧状微观形貌阴极加工的阳极表面轮廓高度降低，转变为低高度、高原型的圆弧和尖峰状的混合形貌(见图3b)。前者的尖峰结构在数量和尺寸方面均大于后者，后者在相同部位的椭圆形阴极形貌对阳极的溶解范围更大，即其波峰、波谷分布和平均高度都优于前者。由此可知，阴极表面几何轮廓的差异性在阳极表面微观几何轮廓形貌上得以体现，采用圆弧状形貌的阴极对阳极进行电化学-机械光整加工的效果优于尖峰状形貌阴极。

在电化学-机械光整加工中，阳极表面的微观几何分布是阳极溶解和阴极复制效应叠加的结果。利用小加工间隙中电流场性质和阴极复制效应对图2的两种加工状态进行叠加，结果见图3。当阳极表面形貌相同时，采用尖峰状微观形貌阴极加工的阳极表面变为圆弧状和尖峰状的混合形貌(见图3a)。采用圆弧状微观形貌阴极加工的阳极表面轮廓高度降低，转变为低高度、高原型的圆弧和尖峰状的混合形貌(见图3b)。前者的尖峰结构在数量和尺寸方面均大于后者，后者在相同部位的椭圆形阴极形貌对阳极的溶解范围更大，即其波峰、波谷分布和平均高度都优于前者。由此可知，阴极表面几何轮廓的差异性在阳极表面微观几何轮廓形貌上得以体现，采用圆弧状形貌的阴极对阳极进行电化学-机械光整加工的效果优于尖峰状形貌阴极。2 模拟分析不同阴极微观表面对光整加工的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]摩擦副表面微观动压效应集成、传递及影响的研究[J]. 周诗杰,阿达依·谢尔亚孜旦.  机械工程学报. 2018(21)
[2]电化学机械加工对轴承滚子表面质量及凸度的影响[J]. 魏泽飞,李蕾,佘东生,徐文骥.  表面技术. 2018(07)
[3]表面织构创新设计的研究回顾及展望[J]. 王静秋,王晓雷.  机械工程学报. 2015(23)
[4]展成式电化学机械光整加工圆柱齿轮的齿面质量与精度特性[J]. 庞桂兵,阿达依·谢尔亚孜旦,徐文骥,周锦进.  机械工程学报. 2011(19)
[5]阴极表面微观高点对电化学光整加工整平影响的研究[J]. 阿达依·谢尔亚孜旦,库兰·库龙卡可,周进锦.  机械科学与技术. 2011(04)
[6]表面功能结构制造研究进展[J]. 汤勇,周明,韩志武,万珍平.  机械工程学报. 2010(23)
[7]纳秒脉冲微细电化学加工的理论及试验[J]. 张朝阳,朱荻,王明环.  机械工程学报. 2007(01)
[8]电化学机械加工在碳钢管内孔光整中的应用[J]. 周锦进,阿达依·谢尔亚孜旦,安晓刚.  农业机械学报. 2005(10)

博士论文
[1]螺旋锥齿轮电化学光整加工技术基础研究[D]. 阿达依·谢尔亚孜旦.大连理工大学 2007



本文编号：2974692