五轴数控电解加工试验装置研制及工艺试验

摘要

球头阴极数控展成电解加工，是利用简单形状的球头阴极作为通液电极，由数控系统驱动电极作多维运动的新型电解加工技术，它既具有数控加工的柔性，又具有电解加工的优点，能够有效解决难切削材料零件上复杂型面的加工难题。
　　 本文在上述思想的指导下，进行了数控电解加工试验装置的研制并在此试验装置上进行了球头阴极电解加工工艺试验。
　　 试验装置是在一台普通立铣床基座的基础上，通过设计恰当的电解液系统并匹配适用的控制系统，从而实现五轴数控电解加工。机械本体的改造主要包括X、Y、Z三个平动工作台、B向摆动工作台和C向回转工作台的设计，以及各轴伺服电机的选型。
　　 由于球头阴极适应性广、具有较大的柔性等特点，本文选用球头阴极进行工艺试验。根据阴极设计理论设计出了三种球头阴极，并分别进行ANSYS电场分析，最后通过加工试验选择了较为合适的球头阴极并验证了电场分析的结果。
　　 在电解加工试验装置上，完成了球头阴极多因素正交试验，通过试验分析得出了各因素对表面粗糙度和切削深度的影响大小，并获得最小表面粗糙度的工艺参数组合，为复杂型面的加工奠定了基础。
　　 在正交试验的基础上，通过选择合适的加工参数，成功实现了球面和圆弧面的加工。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 电解加工的特点及其应用与发展

1.1.1 电解加工的基本原理

1.1.2 电解加工的特点

1.1.3 电解加工的应用

1.1.4 电解加工的发展

1.2 数控展成电解加工的特点及其应用与发展

1.2.1 数控展成电解加工的特点及其应用

1.2.2 数控展成电解加工的发展

1.2.3 球头阴极数控展成电解加工

1.3 课题主要研究内容

第二章 数控电解加工试验装置设计

2.1 电解加工设备的组成及总体设计原则

2.1.1 电解加工设备的组成

2.1.2 电解加工设备的总体设计原则

2.2 直流电源

2.3 试验装置本体的设计

2.3.1 试验装置结构总体介绍

2.3.2 X、Y、Z向工作台

2.3.3 B向摆动装置

2.3.4 C向回转装置

2.3.5 伺服电机选型

2.4 试验装置电解液系统的设计

2.4.1 电解液系统总体方案

2.4.2 电解液泵

2.4.3 工作箱

2.4.4 电解液槽

2.4.5 温控系统

2.5 试验装置的控制系统

2.5.1 控制系统硬件

2.5.2 控制系统软件

2.6 试验装置实物

2.7 本章小结

第三章 球头阴极设计及试验验证

3.1 球头阴极设计引言

3.1.1 展成加工阴极设计的基本要求

3.1.2 球头阴极设计概述

3.2 球头阴极设计方案

3.3 球头阴极电场分析

3.3.1 电场分析理论

3.3.2 ANSYS有限元分析

3.4 试验验证及分析

3.5 本章小结

第四章 球头阴极电解加工工艺试验

4.1 试验设计

4.1.1 总体试验设计

4.1.2 电解液的选择

4.1.3 试件材料

4.2 正交试验

4.2.1 正交试验方案的设计

4.2.2 试验结果的极差分析和方差分析

4.3 球面加工试验

4.3.1 球面及加工方法

4.3.2 球面加工工艺试验

4.4 圆弧面加工试验

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文