凸轮脉冲电化学及电化学机械光整加工研究

摘要

凸轮机构具有很好的运动特性与动力特性，是机车内燃机和汽车发动机的关键零件，其制造精度和表面加工质量对其使用性能有决定性影响。大量的研究证明，对凸轮表面进行光整加工，不仅可有效改善凸轮的表面质量，而且会显著提高其使用寿命。 脉冲电化学光整加工(PECF)和电化学机械光整加工(ECMF)是近年来得到快速发展和应用的两种非传统光整加工工艺，其突出优点是能以较高的效率光整加工任意硬度的金属零件表面，并可获得优良的表面形貌，目前已经应用于多种零件表面的光整加工。本文将重点研究这两种工艺在凸轮表面光整加工中的应用。 本文在进行大量基础实验的基础上，对脉冲电化学和电化学机械光整加工工艺进行了研究，并将其应用于凸轮表面的光整加工。在对电化学光整加工的基础理论研究的基础上，深入研究了脉冲电化学和电化学机械光整加工的阳极去除规律，并对两种工艺的电化学特性以及工艺特性等进行一些探索。对脉冲电化学光整加工的阳极去除规律主要从宏观整平和微观整平两个方面进行分析：在电化学机械光整加工工艺研究中，则主要研究了机械作用的刮膜效率及其影响因素，以及机械作用同电化学作用的相互匹配关系。在此基础上，设计了两种工艺在凸轮光整加工中的控制系统，在保证凸轮精度的前提下实现对凸轮表面的均匀光整加工。 本文对两种工艺的实际应用进行了探索性的研究。虽然从实际应用的效果来说，两种工艺都能很好地满足零件表面地光整加工的需要，并且加工后的表面质量相比加工前都有很大提高。但我们同时也发现，两种工艺的适用范围是不同的，各种工艺参数的影响，不同表面的阳极去除速度以及控制系统的精度和成本都是我们在应用两种工艺时所必须考虑的问题。 本文的工作说明基于微机控制的凸轮表面脉冲电化学和电化学机械光整加工工艺是可行的，不仅能满足凸轮加工精度的要求，还能提高凸轮的表面质量，而且工艺简单，易于实现自动化，具有良好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1凸轮的应用和分类

1.2凸轮传统加工工艺概述

1.3本文的研究背景

1.4非传统光整加工工艺概述

1.5本文研究内容

2.脉冲电化学凸轮光整加工工艺研究

2.1脉冲电化学光整加工技术国内外研究概况

2.2脉冲电化学光整加工的电化学基础理论

2.2.1电化学加工基本原理

2.2.2电极电位

2.2.3电极极化

2.2.4极化曲线与阳极溶解过程

2.2.5脉冲电化学光整加工的阳极整平原理

2.3基础实验

2.3.1实验条件

2.3.2实验方案

2.3.3主要工艺参数对光整表面质量的影响

2.4凸轮脉冲电化学光整加工

2.4.1凸轮表面的冲电化学光整加工原理

2.4.2凸轮型线的数据处理

2.4.3光整加工结果

2.4.4凸轮脉冲电化学光整加工过程中遇到的问题

2.5本章小结

3凸轮的电化学机械光整加工研究

3.1电化学机械光整加工技术国内外发展概况

3.2电化学机械光整加工原理

3.2.1电化学机械光整阳极溶解过程

3.2.2电化学机械光整加工的机械作用

3.3凸轮电化学机械光整加工研究

3.3.1凸轮电化学机械光整加工原理

3.3.2砂带磨削概述

3.3.3砂带装置设计

3.3.4主要工艺参数的研究

3.3.5加工结果

3.4本章小结

4.控制系统的设计

4.1基于PC的开放式数控系统

4.2控制系统总体设计

4.3控制系统模块设计

4.3.1步进电机模块

4.3.2运动控制卡模块

4.3.3步进电机细分驱动器模块

4.3.4凸轮轴周向定位模块

4.4本章小结

5.结论和展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢