不锈钢侧面电解机械复合抛光工艺试验研究

摘要

电解机械复合抛光工艺是一种将电化学电解加工与机械研磨加工相结合的加工方法;是利用电化学电解加工在加工难加工材料时电解蚀除效率高的优点，再结合机械研磨作用，使被加工表面达到光泽化的过程。加工过程属冷态加工，不存在热应力影响，且加工后工件表面没有残余应力、裂纹及变质层并能一定程度上提高工件表面强度;获得的工件表面耐蚀、美观等一系列优点使得此技术在金属表面光整加工领域的地位日益凸显。本研究将电解加工与机械研磨相复合，综合两种工艺的加工优势，提高抛光效率和抛光质量，用以解决难加工材料表面的光整加工;通过一系列工艺试验找出最佳工艺参数组合，并利用得出的最佳工艺参数组合为基础做进一步试验研究，以验证该工艺的可行性，并探究在不同加工工艺下的抛光效果，分析研究工艺规律，完善并形成一定的工艺流程。
　　本研究以不锈钢为试验材料，对不锈钢侧面进行复合抛光试验和分析，以探究不锈钢侧面复合抛光加工工艺规律，主要工作内容如下:
　　(1)设计搭建了电解机械复合抛光试验系统，该系统主要包括机床主体及其附属结构、控制系统、电解液循环过滤系统及加工电源;电解液循环系统可实现三级自动循环过滤，供液连续稳定、过滤效果满足要求。
　　(2)设计了复合电极，采用该电极进行抛光试验使电解作用与机械研磨作用良好结合，很好的实现了对不锈钢侧面的复合抛光;结合复合电极的结构设计了喷液装置，喷液装置与复合电极装配为一体，结构精巧，工作可靠，加工过程中电解液没有出现较严重的泄露或渗出现象。
　　(3)对影响抛光质量的几个主要工艺参数进行了一系列工艺试验，利用正交试验分析得出最佳工艺参数组合，以及对不锈钢侧面抛光质量影响显著的加工参数为加工电压和进给速度，并对主要工艺参数进行了单因子影响试验。
　　(4)利用正交试验结果及得出的最优工艺参数组合对不锈钢进行分阶段加工，使表面粗糙度由2.76μm降到0.17μm，达到了抛光效果;采用不同工艺路线进行加工比较试验，得出在相同加工条件下，相比单纯机械抛光，复合抛光的抛光质量更佳。
　　(5)设计了三种不同复杂程度的走刀路线对不锈钢侧面进行复合抛光，试验得出，不同走刀路线下的抛光质量差别不大，即在对不锈钢侧面进行复合抛光过程中，走刀路线复杂与否对抛光质量的影响微小;加工参数的合理选择，使电解作用与机械作用良好结合才是获得理想抛光质量的关键。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 不锈钢表面抛光加工现状

1．2．1 不锈钢的物理特性

1．2．2 金属表面抛光常用加工方法

1．2．3 不锈钢表面加工存在的问题及发展方向

1．3 电解机械复合抛光工艺特点及发展现状

1．3．1 复合抛光工艺特点

1．3．2 复合抛光工艺研究现状

1．4 本试验研究的目的

1．5 本文研究的主要内容和创新点

1．5．1 研究的主要内容

1．5．2 本研究的创新点

第二章 电解机械复合抛光加工理论基础

2．1 电解复合抛光加工的理论基础

2．1．1 电解加工原理

2．1．2 法拉第电解定律

2．1．3 金属的钝化与活化

2．1．4 电极的极化特性

2．1．5 不锈钢在钝化型电解液中的极化

2．2 不锈钢侧面电解机械复合抛光加工技术

2．2．1 复合抛光加工机理

2．2．2 复合抛光加工优点

2．3 侧面复合抛光与端面复合抛光异同

2．4 本章小结

第三章 不锈钢侧面电解机械复台抛光试验系统

3．1 复合抛光加工试验系统

3．1．1 机床主体结构的设计

3．1．2 加工电源的选择

3．1．3 控制系统

3．1．4 电解液循环过滤系统

3．2 喷液方式的确定

3．3 复合电极及喷液装置的设计

3．3．1 电极的设计

3．3．2 电极的复合

3．3．3 喷液装置的设计

3．4 测量设备

3．4．1 粗糙度测量仪

3．4．2 SONY高度规

3．5 系统整体布局

3．6 本章小结

第四章 复合抛光试验基础条件的确定

4．1 复合抛光加工工件

4．2 电解液的选择

4．2．1 电解液质量分数的确定

4．3 抛光材料的选择

4．4 极间间隙的确定

4．5 复合抛光试验基础参数条件

4．6 本章小结

第五章 电解机械复合抛光基础试验及参数优化

5．1 试验的初始条件

5．2 正交试验法

5．3 试验方案设计

5．4 试验结果分析及优化

5．4．1 正交试验结果表

5．4．2 正交试验结果分析

5．5 单因素影响试验

5．5．1 加工电压对表面粗糙度的影响

5．5．2 进给速度对表面粗糙度的影响

5．5．3 电极转速对表面粗糙度的影响

5．5．4 冲液流量对表面粗糙度的影响

5．6 本章小结

第六章 不同加工工艺对比试验

6．1 粗中精分阶段抛光

6．1．1 工艺参数的选择

6．1．2 抛光材料粒度的选择

6．1．3 分阶段加工试验

6．2 工艺路线对比试验

6．2．1 不同工艺路线设计

6．2．2 试验各项工艺参数

6．2．3 抛光试验及结果分析

6．3 不同走刀路线对比试验

6．3．1 不同走刀路线设计

6．3．2 不同走刀路线抛光试验

6．4 本章小结

第七章 工作总结及展望

7．1 本文工作总结

7．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果