电化学去毛刺的建模与实验研究

摘要

经过机械加工的零件表面，特别是两个表面的交界处，往往容易产生毛刺。毛刺虽小，但危害极大。各种毛刺的存在不但影响零件的精度，而且影响整机的可靠性，给加工、装配、检验、产品性能、使用寿命以及安全和外观都带来危害。随着工业化和自动化水平的提高，机械零件的制造精度要求越来越高，使用条件越来越苛刻，零件都不允许存在任何毛刺，以免引起故障。因此，去毛刺己成为零件加工过程中的关键工序。
　　 目前，大多采用手工、机械的方式去毛刺，费工费时，劳动强度大且去除毛刺质量难以保证；同时由于零件形状的复杂化，零件毛刺的去除越来越困难。
　　 针对以上问题，本文在大连市科技计划(编号2007A10GX120)的资助下，研究利用电化学去毛刺的方法实现零件毛刺的去除。该方法通过电化学局部阳极溶解来达到去毛刺的目的，在工件表面不产生残余应力、热应力，无划痕和变形；同时不受材料硬度、韧性的影响，凡导电材料均可加工；特别适应于去除复杂零件内腔(孔)毛刺，倒圆角以及常规手段难以去除的内表面毛刺。主要工作如下：
　　 (1)基于电化学加工的基本原理，揭示出电化学去毛刺的去除机理，并以此为出发点，建立了电化学去毛刺的数学模型，分析了加工时间、加工间隙、加工电压等加工参数对电化学去毛刺加工的影响规律，同时根据所建数学模型可以估算出去除不同高度毛刺的电化学加工时间。
　　 (2)针对钻削加工过程中形成的毛刺，建立了电化学去毛刺的实验装置，主要包括：工具阴极、工装夹具以及电解液循环系统等。
　　 (3)分别以钻削碳素结构钢(45钢)与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)形成的毛刺为加工对象，进行电化学去毛刺的实验研究。通过实验，确定了加工质量好且效率高的加工参数。
　　 研究结果表明：在优选的加工工艺参数条件下，工件表面毛刺被彻底去除，且边缘形成倒角；加工前后表面轮廓与粗糙度变化不大；实验结果与所建数学模型的模拟结果相吻合，说明所建数学模型可为电化学去毛刺参数的快速合理选择提供依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 选题背景

1.1.1 毛刺的产生

1.1.2毛刺的危害

1.2去毛刺的提出及国内外研究现状

1.3课题研究思路和主要内容

2电解加工的理论基础

2.1 电解和电解加工

2.1.1 电解

2.1.2 电解加工

2.1.3法拉第(Faraday)定律

2.1.4 电解加工的特点

2.2 电解加工的关键要素

2.2.1 电解液

2.2.2主要加工工艺参数

2.3 小结

3电化学去毛刺的加工原理与数学模型的建立

3.1 电化学去毛刺加工原理

3.2 电化学去毛刺特点

3.3数学模型建立

3.4数值模拟

3.5 小结

4电化学去毛刺的加工实验与结果分析

4.1 实验目的

4.2装置设计

4.2.1 工装夹具

4.2.2 工具阴极

4.2.3直流电源

4.2.4电解液循环系统

4.2.5总体加工装置

4.3实验条件

4.4电解液的选择

4.5实验过程和结果分析

4.5.1 电化学去毛刺实验参数选定

4.5.2 电化学去毛刺加工实验及结果分析

4.6 小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢