难加工材料电化学磨粒射流复合加工机理及实验研究

发布时间：2017-08-07 15:31

  本文关键词：难加工材料电化学磨粒射流复合加工机理及实验研究

  更多相关文章： 电化学射流加工 磨粒射流加工 复合加工 表面形貌 去除模型

【摘要】：电化学磨粒射流复合加工是一种新型加工技术,它由电化学射流和磨粒射流耦合而成。电化学加工的效率较高,但在微米级时表面质量较差;磨粒射流加工表面质量较好,但是在低压时加工效率不高。尤其在加工一些易钝化的难加工材料时,电化学加工效率非常低,而这种新型复合加工方法在加工这些材料时,有非常明显的优势。射流中的磨粒使电化学加工表面生成的钝化膜去除,促进了电解加工,提高了加工效率;同时磨粒对电化学加工表面的冲击作用,使得表面进一步整平,也提高了加工表面质量。本文以高温合金GH4169和钢结硬质合金GT35为工件材料,展开了对电化学磨粒射流复合加工技术的研究。首先,建立了磨粒射流去除模型,并结合电化学射流加工模型建立了电化学磨粒射流复合加工去除模型,并进行了实验验证和分析。研究表明,电化学磨粒射流复合加工是以电化学加工为主,磨粒射流起辅助作用,但磨粒促进了电化学加工,提高了复合加工速度。根据去除模型分析结果,增大电压或减小喷射距离可提高复合加工材料去除率,根据相对体积电化学当量比较法,在相同条件下,高温合金GH4169在复合加工中材料去除量比钢结硬质合金GT35大。然后针对高温合金GH4169和钢结硬质合金GT35材料,结合加工表面形貌分析,得到了三种加工方式对材料去除的影响规律。研究表明,磨粒射流加工的材料去除是大量磨粒的冲击累积效应,但加工效率非常低;电化学加工区域凹坑处裂纹是钝化膜的应力腐蚀产生的,而凹坑则是各向异性腐蚀造成。复合加工中,磨粒一方面促进了各向异性均化,提高了表面质量,同时也去除了电化学反应生成的钝化膜,促进了电化学加工。加工表面形貌分析为复合加工方法的进一步应用奠定基础。最后,采用单因素法通过大量实验,研究了电化学磨粒射流复合加工工艺参数(含加工电压、喷射距离、电解液浓度等)对高温合金GH4169材料去除率和加工表面粗糙度的作用规律。实验结果表明,电化学加工参数对材料去除率影响较大,而磨粒射流加工参数对其影响较小;工艺参数对表面粗糙度影响较小。复合加工的工艺实验研究为其广泛应用奠定了基础。
【关键词】：电化学射流加工 磨粒射流加工 复合加工 表面形貌 去除模型
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG66
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题的研究背景及意义9-11
• 1.3 难加工材料特性及加工方法现状11-12
• 1.3.1 难加工材料的分类及特点11
• 1.3.2 难加工材料的加工方法11-12
• 1.4 电化学磨粒射流复合加工技术国内外研究现状12-16
• 1.4.1 磨料射流加工技术国内外研究现状12-14
• 1.4.2 电化学复合加工技术国内外研究现状14-16
• 1.5 电化学磨粒射流复合加工机理国内外研究现状16-18
• 1.5.1 磨料射流加工机理国内外研究现状16-17
• 1.5.2 电化学复合加工机理研究现状17-18
• 1.6 课题主要研究内容18-19
• 第2章 电化学磨粒射流复合加工去除模型19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 去除模型建立19-25
• 2.2.1 磨粒射流加工去除模型19-23
• 2.2.2 电化学射流加工去除模型23-24
• 2.2.3 电化学磨粒射流复合加工去除模型24-25
• 2.3 去除模型实验验证及分析25-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 电化学磨粒射流复合加工材料去除机理31-50
• 3.1 引言31
• 3.2 高温合金GH4169 及钢结硬质合金GT35 组成31-32
• 3.2.1 高温合金GH4169 组成31
• 3.2.2 钢结硬质合金GT35 组成31-32
• 3.3 高温合金GH4169 加工表面形貌分析32-45
• 3.3.1 高温合金GH4169 磨粒射流加工表面形貌分析32-34
• 3.3.2 高温合金GH4169 电化学射流加工表面形貌分析34-37
• 3.3.3 高温合金GH4169 电化学磨粒射流复合加工表面形貌分析37-45
• 3.4 钢结硬质合金GT35 加工表面形貌分析45-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 电化学磨粒射流复合加工工艺实验研究50-63
• 4.1 引言50
• 4.2 电化学磨粒射流复合加工实验装置及加工条件50-54
• 4.2.1 复合加工实验装置50-52
• 4.2.2 检测装置52-53
• 4.2.3 实验加工条件53-54
• 4.3 工艺参数对复合加工材料去除率的影响54-58
• 4.3.1 加工电压的影响54
• 4.3.2 喷射距离的影响54-55
• 4.3.3 喷射压力的影响55-56
• 4.3.4 磨粒浓度的影响56-57
• 4.3.5 电解液浓度的影响57
• 4.3.6 磨粒粒度及种类的影响57-58
• 4.4 工艺参数对复合加工表面粗糙度的影响58-62
• 4.4.1 加工电压的影响59
• 4.4.2 喷射距离的影响59
• 4.4.3 喷射压力的影响59-60
• 4.4.4 磨粒浓度的影响60
• 4.4.5 电解液浓度的影响60-61
• 4.4.6 磨粒粒度及种类的影响61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 雷玉勇,贾强,杨桂林,邱刚,马超,宋清俊;基于人工神经网络的磨料水射流精密特种加工[J];四川大学学报(工程科学版);2005年06期

2 桥川荣二;电火花与激光复合精密微细加工系统的开发[J];制造技术与机床;2004年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李兆泽;磨料水射流抛光技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘增文;精密微磨料水射流加工系统及实验研究[D];山东大学;2007年

2 徐必超;难加工材料激光与化学复合刻蚀加工的研究[D];合肥工业大学;2008年

3 宋强;喷射液束电解辅助激光加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2008年

，

本文编号：635361