剪切增稠與電解復合高效拋光方法基礎研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著難加工金屬材料快速發(fā)展及其表面質量要求日益提高,如何高效拋光難加工金屬材料已成為超精密加工技術研究熱點之一。本文在剪切增稠拋光(STP)加工方法基礎上結合電化學加工原理提出剪切增稠與電解復合拋光(Electrolysis compounded shear-thickening polishing,ESTP)方法,實現(xiàn)了難加工金屬材料高效、高質量、低成本的加工。本文對剪切增稠與電解復合拋光方法的主要研究內容如下:
  闡述EST

2、P原理及其加工特性,并分析了影響ESTP加工的主要參數(shù);建立ESTP實驗平臺,開發(fā)多軸聯(lián)動機構和脈沖電解電源等關鍵裝置,工件驅動主軸最高轉速3000rpm,拋光槽最高速度400rpm;脈沖電解電源電源頻率范圍0-250KHz,占空比0-100%,單極性方波;脈沖電壓0-150V,脈沖電流0-20A,功率輸出峰值500W。
  研制剪切增稠與電解復合拋光液及其制備方法。確定電解基液成分為水∶磷酸∶硫酸∶丙三醇約為5∶3∶1∶1,粘度

3、為0.004~0.007Pa.s。以表面粗糙度Rz變化大小來評價電解液特性時,電流密度影響最為顯著,電源占空比次之,電源頻率影響最小;篩選以多羥基高聚物為分散相,去離子水與電解基液混合物為溶劑添加磨粒后制備拋光液;使用旋轉流變儀測試磨粒種類、粒徑、濃度等參數(shù)對拋光液流變特性的影響,分散相粒子質量分數(shù)為50%、粒徑5-15μm時拋光液的剪切增稠特性好,含有Al2O3磨粒拋光液所受剪切速率從30s-1增加到1000s-1時,粘度增加近100

4、倍。
  推導ESTP拋光過程中的摩擦阻力和壓強阻力公式,建立了工件表面作用力計算模型,結合電化學拋光經驗模型建立ESTP材料去除模型;探討了ESTP的電解氧化和剪切增稠去除過程的協(xié)同機理,確定了電流密度與拋光轉速之間的匹配關系,當I=1.5A時,拋光槽轉速達到100rpm,電解氧化生成鈍化層速度與剪切增稠拋光去除鈍化層的速度相當,而當I為2.5A、3.5A時,匹配轉速分別為90rpm、80rpm。
  通過單因素實驗分析了

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