内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺与专用机床研究

发布时间：2017-10-05 13:35

  本文关键词：内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺与专用机床研究

  更多相关文章： 内交叉阵列孔 电化学去毛刺 COMSOL Multiphysics 去毛刺专用机床 工艺实验

【摘要】：汽车液压助力转向器螺杆轴类零件的圆周方向开有多个阵列小孔,孔径为2-4mmm不等,钻削这些小孔时,会在零件中空内腔相贯处产生高度为0.2-2mm、厚度为0.1～0.5mm的阵列小孔毛刺,由于毛刺处于可达性差的内腔内,且大小不一,手工等常规加工方法难以实现对毛刺的快速去除。电化学去毛刺加工方法非常适合于去除复杂零件内腔毛刺,其对加工零件无机械作用力,加工效率高,具有较高加工精度和表面质量,并容易实现自动化,被广泛应用于液压气动、航空航天等行业零件的加工中。本文根据内交叉阵列小孔毛刺去除困难的特点,采用阵列电极的电化学去毛刺加工方式,对去毛刺的工艺规律及加工间隙内的电场及流场特性展开研究。根据阵列小孔去毛刺时各小孔处情况相似的特点,选取一个小孔作为研究对象建立去毛刺加工过程的数学模型,利用COMSOL Multiphysics有限元软件对电化学去毛刺过程进行理论仿真,研究各加工工艺参数对去毛刺过程的影响规律。研制一种适合于加工内交叉阵列孔毛刺的电化学去毛刺专用机床。对机床应具备的功能特点进行分析,确定整机的总体布局方案,对机床的机械系统、电解液系统及电气系统进行设计与开发,最后完成机床各系统的制作及装配。针对内交叉阵列孔的特殊性,设计专用的工装夹具。为了确保机床使用的安全,在机床内部设计操作保护电路以避免因操作失误而引发触电的危险,并在两极之间设计短路检测电路以避免因两极发生短路现象而损坏电源或烧伤工件与电极。根据仿真结果选定合理的加工参数,采用所研制的机床对转向螺杆轴的内交叉阵列孔毛刺进行工艺实验,找出加工过程中各加工参数的变化规律；根据去毛刺过程电流变化规律设计一种能自动识别所需加工时间的去毛刺自动控制系统,并用自动控制系统进行去毛刺加工实验以验证该装置的可行性及实用性。
【关键词】：内交叉阵列孔 电化学去毛刺 COMSOL Multiphysics 去毛刺专用机床 工艺实验
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG662
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 选题背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外去毛刺技术研究情况11-12
• 1.2.2 国内去毛刺技术研究现状12-13
• 1.3 课题来源及主要研究内容13-14
• 1.3.1 课题来源13
• 1.3.2 论文主要研究内容13-14
• 2 内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺规律研究14-21
• 2.1 螺杆轴毛刺去除方法确定与研究14-16
• 2.1.1 电化学去毛刺加工原理分析14-15
• 2.1.2 去除内交叉阵列孔毛刺方案的确定15-16
• 2.2 电化学去毛刺遵循的基本工艺规律研究16-20
• 2.2.1 法拉第定律16-17
• 2.2.2 加工速度变化规律17-18
• 2.2.3 加工间隙对去毛刺过程的影响规律18
• 2.2.4 加工间隙内的电场特性分析18-19
• 2.2.5 流场设计及其特性分析19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 电化学去毛刺过程有限元仿真21-33
• 3.1 数学模型的建立21-22
• 3.2 电化学去毛刺过程有限元仿真22-28
• 3.2.1 COMSOL Multiphysics仿真软件特点22-23
• 3.2.2 仿真工艺参数的确定23-24
• 3.2.3 COMSOL Multiphysics建模分析24-25
• 3.2.4 仿真结果输出25-28
• 3.3 仿真结果分析28-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 内交叉阵列孔电化学去毛刺专用机床的研制33-49
• 4.1 电化学去毛刺专用机床总体结构设计33-35
• 4.2 机床机械系统设计35-40
• 4.2.1 机床床身设计36-37
• 4.2.2 工装夹具设计37-40
• 4.3 电解液系统设计40-42
• 4.3.1 电解液槽与过滤器41
• 4.3.2 电解液泵41-42
• 4.3.3 控温系统42
• 4.3.4 测量仪表及管路附件42
• 4.4 机床电气系统设计42-48
• 4.4.1 机床总电气回路42-43
• 4.4.2 安全检测电路43-45
• 4.4.3 控制系统45-46
• 4.4.4 加工电源46-47
• 4.4.5 自动控制系统设计47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 5 内交叉阵列孔电化学去毛刺工艺实验49-57
• 5.1 实验条件49-51
• 5.1.1 加工工件49
• 5.1.2 工具电极49-50
• 5.1.3 电解液的配置50-51
• 5.2 实验过程与结果51-55
• 5.2.1 电化学去毛刺加工基本流程51-52
• 5.2.2 采用时间设定系统进行加工实验52-54
• 5.2.3 采用自动控制系统进行加工实验54-55
• 5.3 实验后处理研究55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62-63

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