變螺距內(nèi)螺旋線分立式陰極齒設(shè)計(jì)及仿生減阻研究.pdf

1、在等螺距螺旋線電解加工中傳統(tǒng)陰極的工作齒與陰極體是一體的，沿用傳統(tǒng)陰極加工變螺距螺旋線，線槽必然被加寬，造成陽(yáng)線“塌壁”，特別是從0°起變的大螺旋角變螺距螺旋線幾乎不能加工，這是因?yàn)閯傂怨ぷ鼾X不能按螺旋線方程改變角度。本文提出一種新的分立式陰極，沿陰極的軸向并垂直于軸將工作齒切成若干某種厚度的片，每片均含陰極體整圈的工作齒，稱為輪盤(pán)。當(dāng)陰極按螺旋線方程運(yùn)動(dòng)時(shí)，受內(nèi)嵌于陰極體的微電機(jī)驅(qū)動(dòng)的每個(gè)輪盤(pán)各自按加工的螺旋線位置取向，實(shí)現(xiàn)工作齒的包

2、絡(luò)線與被加工螺旋線螺旋角方向一致。但是工作齒相鄰齒節(jié)間臺(tái)階臨近流場(chǎng)易出現(xiàn)空穴、分離、渦流等缺陷，影響成型精度。
　　為解決得到均勻的流場(chǎng)，本文提出了圓弧等齒厚工作齒和圓弧變齒厚工作齒兩種齒牙形狀的分立式陰極設(shè)計(jì)，先后采用八種修形方案，基于COMSOL Multiphysics模擬各方案工作齒與被加工工件之間的加工間隙流場(chǎng)分布，比較各方案的流線場(chǎng)、流速場(chǎng)以及壓力場(chǎng)，結(jié)合時(shí)均阻力系數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明，方案八中將每片厚輪齒一

3、側(cè)切去一半，同時(shí)將旋出的臺(tái)階全部倒成0.3mm的圓角，并將薄齒的另一側(cè)旋出臺(tái)階的右下角全部倒成0.4 mm的圓角，流場(chǎng)效果顯著改善。這種根據(jù)工作齒錯(cuò)位形成的位置設(shè)計(jì)的圓弧變齒厚工作齒，有效地降低了輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)形成工作齒節(jié)間的臺(tái)階對(duì)流場(chǎng)的影響。
　　為進(jìn)一步對(duì)齒牙形狀優(yōu)化，基于脊?fàn)畋砻鏈p阻機(jī)理，在上述最佳方案的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了側(cè)表面具有不同尺寸分布的脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的工作齒，利用COMSOL Multiphysics對(duì)工作齒與被加工工件之間的加工