永磁场提高电解加工尺寸精度的试验研究

本文提出在电解加工装置上叠加永磁体磁场的方案 ,分析了在叠加的磁场与阴极进给方向垂直和平行的条件下加工钢质工件时磁力线的分布状况 ;分析了单独叠加永磁场和同时叠加电磁场的区别。试验表明 ,在NaNO3 复合电解液中叠加永磁场加工钢质工件 ,可以显著减小杂散腐蚀 ,叠加永磁场工装结构简单可靠 。

磁场辅助电解加工装置的磁场设计和试验

为改善电解加工间隙流场,针对型面和型孔电解加工,设计在夹具体内镶嵌磁路、在阴极体侧镶贴永磁体的电解加工装置。进行有限元分析和试验,确定型面加工采用内封闭多体渐变磁路的结构。试验结果,用3坐标测量仪对加工的曲面尺寸进行测量,曲面形状偏差小于0.05mm,用轮廓仪测得表面粗糙度为Ra0.2μm。型孔加工采用N、S相间排布的磁路,可有效消除加工后的侧壁流纹,表面粗糙度为Ra0.8μm。与不加磁场相比,复制精度和表面粗糙度均显著提高的原因是磁力线切割流线,洛仑兹力起到消除束流的作用。

嵌入磁路的电解加工技术

为提高电解加工精度,基于磁场和电场相互作用原理,设计了两种镶嵌磁路的阴极。分析了磁场对双电层液相3种传质方式的影响,提出将多极内封闭渐变磁路和多极外封闭渐变磁路组合后嵌入电解加工装置的方法。试验表明,沿阴极体周边均匀镶贴永磁体的阴极,加工时磁力线与电解液流动方向正交,可消除分股束流、空穴, 改善电解加工流场,改善工件表面粗糙度;顺阴极轴向在阴极头内嵌入永磁体,加强了反应物质向加工区传质的速度,提高了集中蚀除的能力,可有效减轻杂散腐蚀。对电解套料沿阴极内壁采用多极内封闭渐变磁路镶贴永磁体;对非铁异形孔加工,为进一步加强间隙磁场,可采用在阴极外表面镶嵌多极外封闭渐变磁路,在工件外套一多极内封闭渐变磁路形成组合磁场。

电解加工技术的应用和发展

结合电解加工技术应用发展的关键,综述了促进电解加工技术进步的重要研究工作,列举了计算机技术在电解加工工艺、阴极设计、控制和设备方面的部分应用实例以及微细电化学加工的研究进展,阐述了复合、组合集成是拓宽电解加工应用范围的有效途径的理念.分析了目前航空、航天、兵器工业对电解加工需求增长以及石油采掘对电解加工的需求异军突起的情况,电解加工技术的日臻完善和新的发展机遇预示着电解加工的春天到了.

火炮身管大缠角混合膛线计算机数字控制电解加工技术研究

分析了火炮身管大缠角混合膛线的成型过程,提出圆锥体单边切进楔形工作齿的阴极结构,经试验确定了阴极体锥度、长度与楔形工作齿角度的匹配关系。编制了电解加工专家系统,对阳线进出口和中间段分别采用电压控制和电流控制,实现了在控制阴极进给和旋转的同时在线检测并控制加工参数。生产证明该阴极结构合理,控制系统精确。

变截面异型螺旋型腔电解加工流场分析

针对闭式整体构件电解加工间隙流场分布不均匀的,基于电解加工间隙流场,设计了阴极过水孔工作端面,比较了不同背压条件下电解加工间隙流场,分析了间隙流场空穴、涡流现象.研究结果表明,通过改变过水孔分的疏密,孔径的大小和形状,增加背压,消除了间隙流场中低流速区域,电解液较低流速区域的速度由0.239 7m/s提升至0.508 5m/s,减少了空穴和涡流现象的发生,优化了阴极结构.

基于电化学过程的电解加工间隙电场的研究

分析了电解加工电极界面双电层的特殊性。结合阴极设计的思路 ,讨论了电极表面去极化对电极过程的影响以及改变流场、改变电极表面电流分布对提高电解加工精度的作用。最后提出采用磁场改变电解加工间隙电场的分布 ,从而使加工精度得到提高的方法。因为在微观上磁场对电解液分子结构的作用和对作为带电粒子的离子运动方向的影响 ,构成了对电极过程和间隙电场的影响 ,宏观上表现为减少电解加工杂散腐蚀 ,减轻流纹。

工艺创新的规律和案例

通过对 1 4个案例的分析 ,阐述了工艺创新与产品创新相辅相成的关系 ;新产品开发和科学研究的需求是产生工艺创新的必要条件 ;求异思维、反向思维是工艺创新的源泉 ;认准了技术方向 ,锲而不舍地坚持 ,有可能从量变到质变 ,产生突破、完成创新 ;高新设备与团队精神是工艺创新成功的条件 ;多学科交叉是工艺创新的途径 ;工艺创新和产品创新融为一体是工艺创新的归宿。

多工位同时加工的整体阴极及电解加工装置设计

为解决多工位复杂形状型槽的难成型问题,设计了一套能够实现多工位同时加工的整体阴极和电解加工(ECM)装置,通过试验优化结构参数;阴极工作型面的设计基于Laplace方程的反问题,从cosθ法求得的阴极雏形出发,通过ANSYS 8.0对间隙电场分布进行有限元计算,与实际工件的边界比较,修改阴极边界,进行下一轮迭代计算。通过工艺试验,采用符合数值模拟结果的阴极加工,检测工件的尺寸和形状,结果符合图纸要求。

混合膛线电解加工阴极结构和工艺参数优化

为了解决大口径炮管混合膛线电解加工时渐速段与等齐段膛线宽度不一致的问题,通过工艺试验对阴极工作齿齿形、工艺参数进行优化.选择不同的工作齿内收角,在不同的电压下,分别对渐速段采用渐变的进给速度,在等齐段取恒定的进给速度.每加工一次,对炮管的各段进行切片、测量,反复试验,以达到调整工艺参数的目的.结果表明,阴极工作齿的内收角为8°时,在渐速段阴极进给速度由19 mm/min变化到25 mm/min,在等齐段进给速度为25mm/min,加工出的膛线各段槽型一致性较好.软件分析与工艺试验结果相符.

基于COMSOL的电解加工电解液池的温度场分析

为解决电解加工过程中电解液温升对加工精度的影响,针对一个48m3的竖流式复合电解液池,采用COMSOL Multiphysics分析了电解液池中的流动电解液热量的传递过程及电解液的流速对温度场分布的影响,得到温度的变化规律.结果表明:沉淀池的温度场分布均匀,温度明显比清液池温度高,此时清液池的温度场分布不均,出现温度高和温度低的区域.通过合理设置采样点,得到了电解液池中温度最高的位置,为采用热交换器选择热液抽取点提供了工艺参考,有利于后续调节和控制电解液温升.

闭式整体构件电解加工装置参数化设计及仿真

针对闭式整体构件内流道电解加工供液导杆与阴极进给机构的悬臂问题,提出两个设计方案,在UG平台进行参数化建模、装配,按实际加工工况,通过对两套装置的有限元分析,预测最大位移和最大应力.结果表明,将供液管与主轴座的连接部位设计成两个互相垂直的平面,以便直接连接,导流块和配流块通过止口定位再用螺纹连接,其薄弱环节的最大位移量和最大应力均小于通过两个压板主轴头、供液管连接,导流块和配流块通过四个螺钉相连的结构.最后,在分析和优化结构的基础上完成设计.将参数化建模技术和有限元力学分析技术应用于闭式整体构件电解加工装置的研发,有利于缩短研制周期.

分立式阴极工作齿与阴极体错位角的实现

针对传统的固定工作齿式阴极在加工混合膛线时的不足,提出将工作齿与阴极体做成独立的既联系又存在相对运动的分立式阴极结构的方案.工作齿由10个轮形工作齿盘组成,每个工作轮齿与具有不同模数和齿数的齿轮啮合.当阴极按弹道方程运动时,轮齿形工作齿盘受嵌入阴极体中微电机驱动的减速装置的带动,作相对于阴极体的转动,每个工作轮齿相对于阴极体形成不同的角度.微电机的控制由VB程序实现.用ProE做了运动仿真验证,结果表明,该结构可实现由程序控制工作齿盘运动,使工作齿始终保持与加工位置的缠角一致,可以有效的避免阳线"过切".

电解加工测试方法的研究进展

为了配合电解加工成形规律的研究和新技术的开发,对电解加工测试手段及研究方法进行了调研。实例证明,测试手段与加工技术相辅相成。将计算机辅助测试、仿真、电化学测试、SEM和AES分析手段与工艺试验相结合,有利于深入了解电解加工成形规律。提出了在一定条件下将测试手段与其他单元技术集成将产生新技术的理念。

电解液沉淀池设计及其参数化实现

针对大口径膛线电解加工过程中最易形成瓶颈的电解液过滤问题,文中分析了氢氧化铁的生成速度、沉淀速度、产物成分及性质,提出一种完整的沉淀池设计方法.为了增加电解液滤过路径的长度,探讨了使澄清液通过出水堰进入清液池的复式电解液池结构.根据设计流量,计算沉淀池的表面水力负荷.按加工电流及污泥层高度选择有效水深和污泥斗高度,计算沉淀池容积并设计其他各部分尺寸,校核电流容量、中心管流速及堰负荷,结果满足设计要求.采用LabVIEW对加工过程污泥层高度进行模拟显示,实现了电解液池的参数化设计.

面向绿色制造的长效冷却液净化系统研究

迄今废冷却液的排放源源不断。提出一种具有过滤和灭菌功能的不排放的冷却液净化系统,介绍了内吸刮渣式磁分离器和利用负压进行臭氧灭菌的迷宫的结构特点和设计思路。经扫描电镜分析,过滤后冷却液中的剩余渣粒直径小于15 μm。试验表明,与普通净化方法相比,使用该装置后的砂轮耐用度以及冷却液防锈性能得到较大提高,其他工艺指标如工件表面粗糙度也有所改善。微生物检测结果其灭菌率达99％以上。实现冷却液的不排放是绿色制造的一个组成环节。

深孔电解加工中采用电涡流在线检测的研究

鉴于深孔电解加工大电流、高流速的特点，通过对几种在线检测方法的分析，提出将电涡流传感器作为深孔电解加工在线检测的测试元件．根据加工对象间隙的变化范围设计了阴极、测试电路．初步调试表明。

表面活性剂与线切割生产率

表面活性剂具有乳化、分散、增溶、润湿以及起泡等作用。线切割工作液中也含有多种表面活性剂,由于它们所加的量少,总容易把它们想象成如电镀的“添加剂”一样,肯定它们的作用是重要的,但究竟重要到什么程度?

锻模电解加工若干技术问题的探讨

从精锻生产特点出发 ,阐述了采用电解加工的优越性。讨论了目前对锻模阴极设计难的问题解决的程度 ,分析了非线性电解液的作用和局限性 ,提出了采用的钕铁硼永磁铁改善流场作为补充手段的方案 ,从机理看 ,磁场改变了间隙内“场”的分布 ,达到了提高精度、简化阴极研制的目的。

磨削液作用机理探讨

通过对三种磨削液的磨削性能、极化曲线的测试以及试件表层金相组织的分析，探讨了磨削过程的润滑和电化学作用．试验表明，磨削液中润滑剂应为适量；水基合成液的电化学作用可消除微观火花放电．