旋转超声复合电解磨削加工技术在难加工材料中的应用

将旋转超声与磨削、电解作用有效复合,可以实现难加工材料、异形面零部件的精密且高效加工。设计了旋转超声复合电解磨削加工系统,对硬铝合金和铝基碳化硅颗粒增强复合材料(SiCp/Al)进行机械磨削、超声磨削及旋转超声复合电解磨削加工。分析了旋转超声复合电解磨削成形机理,研究了不同参数对加工精度、效率及表面质量的影响机制。进一步对旋转超声复合电解磨削加工系统进行了参数优化。结果发现:旋转超声复合电解磨削加工能有效减少切削力和发热,保证极间材料及时去除及电解液循环更新,增强了加工效果。当电压为3 V时,表面加工精度最好;采用优化参数,加工某型航空发动机叶片精度可达0.01 mm,表面粗糙度可小于0.80μm。结果说明旋转超声复合电解磨削加工方法具有显著技术优势。

电解磨削加工技术研究现状与展望

为促进电解磨削加工技术的研究和应用,对其加工原理和分类进行了系统阐述,并从工艺性能、材料去除机理、加工仿真、工艺优化和工程应用、新型复合电解磨削技术等方面对电解磨削国内外研究现状进行总结。针对当前研究中存在的问题,从加工机理、加工仿真、工艺参数优化、专用加工设备研制、加工方式以及新型复合电解磨削等方面对电解磨削未来的研究进行展望。该研究为电解磨削加工理论和工程应用,尤其是新型复合电解磨削加工技术的研究思路提供了理论借鉴和技术参考。

激光熔覆硬韧材料齿面的电解磨削

某重载履带车辆侧减速器主动齿轮磨损后,应用激光熔覆技术制备Fe-Mn-C呈亚稳奥氏体组织的熔覆修复层。齿面熔覆层在加工过程中,因表层发生应变诱发马氏体相变而使材料呈硬韧特性,难以完成加工。为此,通过改进专用的加工设备、开发实用的电解磨削溶液,优化了电解磨削工艺参数,解决了硬韧材料齿面的加工难题,其磨削效率高(9个齿18个齿面在120min左右即可完成),齿面粗糙度Ra达0.4μm～0.2μm。

平面摩擦副表面脉冲电流电解磨削试验研究

为了提高剃须刀摩擦副的刀网内平面电解磨削加工质量，采用流场数值分析对3种不同结构的磨头进行了流速分布均匀性研究，并对流场数值分析进行了试验验证．基于数值分析和试验验证，开展了峰值电压、占空比、机械进给速度、电解液温度等参数对粗糙度、平面度影响规律的试验研究．结果表明：采用峰值电压10.5 V、占空比50％、进给速度0.8～0.9 mm/min、电解液温度30～32℃的优选参数组合，粗糙度为0.3～0.6μm，平面度小于10μm，同时刀网内平面加工质量稳定且加工效率高，已经能够满足批量生产的需要．

硬质合金的电解磨削加工

阐述硬质合金电解磨削的加工原理、加工方法、加工参数的选择及对硬质合金的加工精度、表面质量的影响。附图 1幅。

在线电解修整磨削的电解磨削液研制

为了对金属结合剂砂轮电解修整 ,研究并配制了电解磨削液。根据电解磨削液的性能要求 ,分析确定了电解磨削液中具有电解、钝化、防锈和润滑等性能的各组元 ,并通过静态实验确认了各组元对电解磨削液性能的影响。确定最佳电解磨削液在实际系统中对金属结合剂砂轮进行电解修整得到了较为满意的修整结果。所研制的电解磨削液具有实用价值 ,可用于生产。

数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面的研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题 ,进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点 ,在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上 ,介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法 ,建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型 ,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统 ,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明 ,数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。

薄壁回转结构平动电解磨削试验研究

为了提高薄壁回转结构加工面余量分布的均匀性,改善表面质量,提出了一种磨头相对工件作圆平动的方法,并采用数值分析方法研究了加工间隙内流场、电场的分布规律.数值分析结果表明,平动运动消除了加工间隙内的负压区、空穴区和分股流,避免了加工面两侧的电场畸变.基于数值分析开展了工艺试验,工艺试验结果表明,采用平动偏心距为0.1 mm,平动周期为6 s的优化平动运动参数,加工面余量误差可控制在5μm以内,表面粗糙度R_a达到0.21μm.

展成电解磨削加工的机理研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题,进行了展成电解磨削的机理研究。在分析了展成电解磨削加工中的电极反应和展成电解加工的成型规律的基础上,通过大量的展成电解磨削加工工艺试验,提出了临界展成速度的概念,得到了展成电解磨削加工去除余量的规律。解决了一系列工艺问题,最后加工出了符合设计要求的整体叶轮。加工效率比手工修磨、抛光提高12倍以上。

电解磨削机床集成控制系统的设计

电解磨削加工参数集成控制的有效程度,很大意义上决定了其加工精度和加工效率。为实现对电解磨削运动参数、电解液参数和电源参数的有效集成控制,开发了NC嵌入PC开放式集成控制系统。根据电解磨削加工的特点,分析了电解磨削机床集成控制系统的总体设计要求,并据此进行了总体方案设计。阐述了以多功能运动控制卡和多功能数据采集卡为控制核心,工业平板电脑为人机交互平台的硬件结构。同时,利用Visual Basic进行了分层模块化结构的软件设计,实现了人机交互、自动控制和监测保护等功能。试验结果表明:该集成控制系统能稳定可靠地加工出高精度、低表面粗糙度的某微尺度群缝零件内平面。

基于ANSYS的变截面细长轴电解磨削加工研究

为减小变截面细长轴类零件电解磨削中的弯曲变形,用可变载荷随动电极来支撑加工中的工件,并利用ANSYS软件对典型变截面细长轴顶头零件进行电解磨削加工的有限元仿真研究,对使用普通随动电极和可变载荷随动电极的工件变形规律和应力变化情况作了对比分析。其结果表明,可变载荷随动电极将工件最大弯曲变形从27.9μm降到9.8μm,最小弯曲变形从19.5μm降到6.7μm,极大地减少了工件加工中的变形量。通过加工实验验证结果表明,可变载荷随动电极能减少工件加工时的弯曲变形,有效提高工件的加工精度。

金属结合剂超硬磨料砂轮动态高效快速电火花电解磨削复合精密修形技术的研究

根据电化学原理,利用金属结合剂砂轮导电和可电蚀的特性,将电火花加工技术和电解磨削技术有机结合起来,用于金属结合剂砂轮的精密修形。在位动态电火花电解磨削复合精密修形法采用电火花蚀除,电解去除和磨削加工的综合效应,能够低成本、高效率地获得高精度的修整砂轮。在位动态电火花初修形后,砂轮的圆度误差<10μm,修形速度可以达到每小时的去除量0.4mm;在线电解磨削精密修形后,砂轮的圆度误差<1μm;修形速度可以达到每小时去除余量50μm。

数控展成电解磨削加工的机理研究

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题,进行了5轴联动数控展成电解磨削加工的机理研究。在分析了数控展成电解磨削加工中的电极反应和数控展成电解加工成形规律的基础上,通过大量的工艺试验,提出了临界展成速度的概念,得到了数控展成电解磨削加工去除余量的规律。解决了一系列工艺问题,最后加工出了符合设计要求的整体叶轮。加工效率比手工修磨、抛光提高12倍以上。

脉冲电解和直流电解磨削加工的对比实验和研究

通过脉冲电解和直流电解磨削加工的工艺对比实验 ,其分析结果表明 ,脉冲电解磨削加工的工件尺寸精度高、表面质量好。同时还得到了电解参数对工件尺寸精度和表面粗糙度值的影响规律。选择脉冲电解磨削的电参数非常重要 。

脉冲电解磨削工艺规律的研究

进行了脉冲电解磨削的工艺试验，讨论并分析了试验结果，得出了加工参数对尺寸精度、表面粗糙度和加工速度的影响规律。

电解磨削复合加工工艺参数选择

根据聚合釜不锈钢内表面的工作特点和不锈钢磨削加工特点,比较电解磨削复合加工、电解加工和机械磨削加工三者的加工精度和表面粗糙度、生产率,经过理论分析和试验,选择电解磨削复合加工做为加工聚合釜的加工方法。通过一系列的研制和试验工作,生产的聚合釜反应器内表面粗糙度达到了Ra0.05μm,满足了产品质量要求。

点杂多晶太阳能硅片电解磨削多线切割试验研究

提出了一种电解磨削多线切割点杂多晶太阳能硅片的新方法。电源的正极接硅锭,负极接切割线网,电解过程中硅锭发生微区钝化反应,形成硬度较小的钝化膜,使点杂多晶太阳能硅片更易切割。试验结果表明:该技术具有切割效率高、切片合格率高等优点。进一步检测发现,硅片宏观表面线痕浅、隐裂少,微观表面平整性好。该技术的应用降低了硅片加工的成本,提高了硅材料的利用率,也为太阳能电池的运用拓宽了空间。

基于样条函数的变截面细长轴数控电解磨削研究

为解决以列表数据给出的细长轴类特殊形状零件的加工 ,首先对列表数据进行了三次样条拟合及分析 ,得到待加工曲线 ,再进行数控电解磨削加工以获得高的精度 ,同时辅以“拉夹法”以减小工件的变形。通过试验和理论分析的结果 ,对列表数据的细长轴的加工可行性进行了论证。将研制出的磨削附件安装在数控机床上 。

电解磨削平面技术

本文以电解磨削形成的机理，详细阐述了电解磨削平面时工艺参数的选择及技术上的要求，从而可获得高效率、高质量的平面。

钴基碳化钨瓦楞辊数控电解磨削的研究

介绍了钴基碳化钨瓦楞辊的优势、制造流程、塑性磨削和电解磨削的原理、青铜结合剂金刚石砂轮的在线修整方法及保证精度的措施;通过在通用龙门刨床改造的瓦楞辊数控磨床上,进行碳化钨瓦楞辊的数控电解磨削的实例,给出了在电解磨削中电解液的配方、电参数的设定及加工效果概况。