电化学磁力研磨实验研究

【摘要】电化学磁力研磨复合加工是一种复合加工工艺,它将电化学阳极溶解与磁力研磨的机械刮削作用相结合,充分利用了电化学加工表面质量好、加工效率高和磁力研磨加工精度高的特点,可加工传统机械加工方法难以加工或无法加工的材料。本文以钝化膜作为电化学加工和磁力研磨加工复合的结合点,充分考虑了电化学与磁力研磨不同的工艺特点,使用中空式电磁极相间的复合工具头。复合工具由交替的电极和磁极共同构成,磁性磨料吸附在磁极端,加工过程中工具做旋转运动,工具的复合结构形式产生了交替的电解效应和机械磨削效应,不仅可以有效刮除难电解产物,而且使加工产物在复合工具头的高速运动中迅速排出,如此反复作用,从而使加工工件得到良好的加工质量。本文使用有限元方法建立了电化学磁力研磨复合加工的磁场模型,对加工间隙内的磁场分布,工具端面和工件端面的磁场分布进行了仿真,通过仿真,我们可以看到在研磨区域中心地带的磁场强度较强,四周的相对较弱；在电解区域也有少量的磁场残留,但是对复合加工的效果影响非常微弱,不过,给复合加工中磨料的选择带来了一定的限制；在工具的中心区域,由于磁场较弱,线速度较小的原因,导致中心区域基本以电解加工为主。并且,通过对加工区域的实际测量,验证了仿真分析的结果。其次,本文对电化学磁力研磨复合加工的主要影响因素进行了工艺性实验,实验参数主要包括加工电压、加工频率、占空比、加工时间、波形以及工具转速等。通过实验发现：更改电化学与磁力研磨的相关实验参数,可以得到不同的复合效果,这说明,电化学与磁力研磨的匹配关系,对最终的加工质量和加工效率都有着很大的影响。想要得到理想的加工质量,应该使电化学加工处于钝化阶段,同时,增强磁力研磨去除钝化膜的效率。最后,为了更好的得到各加工参数的一个合理匹配,安排了正交实验,从中得到了最优的加工方案,并通过对比实验,分析了不锈钢和A3钢加工效果的差异性。
【作者】郑雷；
【导师】郭钟宁；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】电化学磁力研磨；复合加工工具；有限元；工艺实验；

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