数控电解工工艺试验及仿真研究

论文摘要

数控电解加工技术是以简单形状的阴极,按照计算机数控指令,进行展成运动来成形阳极表面的新型电解加工技术,兼有数控加工技术的柔性与电解加工技术的优点。电解加工过程中,影响阳极表面加工质量与加工精度的因素很多,如电解液电导率、电流密度、工作电压,阴极进给速度等。因此,在实际生产中如何合理选择工艺参数组合来满足加工要求至关重要,而对工艺参数的选择往往是通过工艺试验实现的。此外利用仿真技术对数控电解加工过程的模拟分析可以实现对阳极型面的预测,也可以准确分析加工过程中的各因素对阳极型面的影响。论文完成的主要工作如下：1.对电解加工的三大基础理论,即电化学阳极溶解理论、电场理论及流场理论进行概括总结,并对试验装置作了简要介绍。2.采用直线刃阴极进行数控电解加工基础工艺试验,通过试验总结数控电解加工工艺规律,获得工艺参数对试验指标影响的主次顺序、优化的工艺参数组合以及各工艺参数对试验指标的影响是否显著,为渐开线曲面加工工艺参数的选择提供参考依据。3.采用ANSYS有限元分析法对数控电解加工的过程进行电场仿真分析,通过仿真实现对阳极型面的预测,并将理论值与实测值相比较,验证电场分析模型的准确性。4.选用合理的工艺参数实现对渐开线曲面的加工,通过计算理论加工后与实际加工后表面曲线的形状误差来分析渐开线曲面的加工精度,并对表面质量做了简要分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电解加工的原理及工艺特点
• 1.1.1 电解加工的基本原理
• 1.1.2 电解加工的工艺特点
• 1.2 国内外电解加工技术的研究与发展
• 1.2.1 脉冲电解加工技术
• 1.2.2 数控电解加工技术
• 1.2.3 微细电解加工技术
• 1.2.4 复合电解加工技术
• 1.3 国内外数控电解加工技术的研究与发展
• 1.4 课题主要研究内容
• 第二章 数控电解加工理论及试验装置概述
• 2.1 电解加工阳极溶解理论
• 2.1.1 电化学原理
• 2.1.2 法拉第定律
• 2.1.3 电解加工效率
• 2.1.4 电解加工速度
• 2.1.5 电极电位——金属/溶液界面双电层理论
• 2.1.6 电极极化
• 2.2 电解加工电场理论
• 2.2.1 静电场
• 2.2.2 导电媒质中的电场
• 2.3 电解加工流场理论
• 2.3.1 雷诺数
• 2.3.2 气液两相流动
• 2.4 试验装置概述
• 2.4.1 机械本体
• 2.4.2 电解液系统
• 2.4.3 工作电源
• 2.4.4 控制系统
• 2.4.5 工具阴极
• 2.5 本章小结
• 第三章 数控电解加工工艺试验研究
• 3.1 工艺参数的选择
• 3.1.1 工作电压
• 3.1.2 初始加工间隙
• 3.1.3 阴极进给速度
• 3.1.4 电解液
• 3.2 试验设计及目的
• 3.2.1 单因素试验
• 3.2.2 正交试验
• 3.3 本章小结
• 第四章 数控电解加工过程的仿真研究
• 4.1 直线刃阴极数控电解加工过程的仿真研究
• 4.1.1 有限元分析法
• 4.1.2 加工过程的物理模型
• 4.1.3 加工区域的电场模型
• 4.1.4 ANSYS有限元分析
• 4.2 电解液流场因素对阳极型面的影响分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 渐开线曲面电解加工及精度分析
• 5.1 渐开线曲面电解加工
• 5.1.1 试验工件
• 5.1.2 工件固定与工具阴极位置找正
• 5.1.3 渐开线曲面的电解加工过程
• 5.2 渐开线曲面加工精度分析
• 5.3 渐开线曲面加工质量分析
• 5.3.1 渐开线曲面电解加工表面粗糙度
• 5.3.2 渐开线曲面电解加工表面流痕
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文