脉冲电解加工工艺参数对粗糙度影响的研究.pdf

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1、第22卷第1期淮南工业学院学报VOI.22N.12002年3月JOURNALOF-UAINANINSTITUTEOFTEC-NOLOGYMAR.2002脉冲电解加工工艺参数对粗糙度影响的研究周毅钧1李树新2C1.淮南工业学院职业技术学院机械系安徽淮南2320012.淮北矿业集团石台矿安徽淮北235000)摘要:电解加工一般不会显著地改变工件表面层的特性G加工后的工件表面光滑没有裂纹或其它缺陷G由于这种特性电解加工能有效地应用到最终的光整加工及去处上道工序留下的表面层G在电解加工中应用通用电极可以高柔性地加工成型表面G当应用脉冲电流时可得到更低的粗糙度

2、值G所有推导的结果和实验结论都是基于扁平的矩形电极和脉冲电流所得出的G关键词:电解加工脉冲电流回归方程中图分类号:T-161.14文献标识码:A文章编号:1671-0932C2002)01-0029-03电解加工其加工后的表面粗糙度应有大幅度的降1引言低G电解加工不会引起表面层特性的重大改变可以利用这一特性来去除不良的加工表面C如电火花3加工原理C见图1)加工后的表面)生成没有裂纹及具有最佳内应力的新表面层G而衡量电解加工表面质量的最重要的指标是表面粗糙度参数Ra和RzG2问题的提出对电解加工表面粗糙度研究的构想主要来源于用直流电流和脉冲电流进行电化

3、学刻蚀G脉冲电电极位移速度1工件2电极3供液管流电化学刻蚀的研究结果表明脉冲电流能使大多S0-间隙初始厚度S-在时间后的间隙厚度Z-电极宽度数材料达到很低的表面粗糙度数值表面粗糙度数图1用矩形电极进行电解加工原理图值随电流密度的升高而下降G在直流电化学刻蚀电解液通过一个装在电极上的特殊喷管进入中被加工表面往往很大用高电流密度进行加工加工区G是不可能办到的G因为通常在小间隙~大面积加工电极扫过表面一次工件表面去除深度为a:表面情况下电解液温度和氢气泡浓度很快达到极a=S-S0C1)限状态电化学刻蚀进程由于间隙内火花放电的产电极扫过一次加工表面的时间为:

4、生而中断因此在进行直流电流电化学刻蚀时都将Z间隙拉得很大G然而脉冲电流电化学刻蚀却可以在c=C2)相当小的间隙中进行就可以工作于高电流密度之实际加工时间为:下G因为在脉冲电流相邻的两个脉冲高峰之间电c=C3)蚀产物~氢气泡和热量都从抛光间隙被电解液带0走在电解加工中不断有新鲜的电解液补充进来根据式C1)得出间隙厚度:由于加工条件的改善脉冲电流电解加工相对直流S=BS2C4)0收稿日期:20010827作者简介:周毅钧C1973)男安徽滁州人助教在职硕士研究生从事机械加工教学与科研工作G29淮南工业学院学报2002年第22卷由式(4)的结果可知随着电极

5、移动速度的增c=1.45+0.22Ce/-0.37Up/+0.06lgtz/-加间隙厚度变小加工时间缩短,0.07lgt220/-0.31Ce/+0.11Up/综合式(1)式(4)得到式(5):-0.06lgt22z/-0.06lgt0/(8)c=~Bt+S2(5)j=1.00+0.17Ce/+0.11Up/+0.05lgtz/-[0-S0]20.07lgt0/-0.05Ce/(9)式中:B=27k为加工工艺常数;7为电流Uk(U-E)式中:效率;k为被加工材料的电化学当量;k为电解液UCe-14lgtz-2.7电导率;E为电极与工件间的超电势;c为

6、电极扫Ce/=lgtz/=60.3过工件表面一次的金属去除深度;Z为电极宽度;S0Up-5lgt0-1.8Up/=lgt0/=为电极表面与工件表面的初始间隙厚度;S为电极20.3扫过表面一次后的间隙厚度;t6为加工时间;t为实当logtz/~logt0/和Up/等于零时式(7)式(9)际加工时间(脉冲时间与间隔时间之和),转变为:2加工区的平均电流密度为Rz=3.15-0.76Ce/+0.22Ce/(10)2k(U-E)c=1.45+0.22Ce/-0.13Ce/(11)j=kg7cdU(6)Sm2j=1.00+0.17Ce/-0.05Ce/(12)

7、式中:j为平均电流密度;S为平均间隙厚度m工件原始表面粗糙度为5.5pm,当C增大e从式(6)应得出以下关系:随着电导率k~极间时表面粗糙度降低(见式10),原因是平均电流密电压U~电极移动速度U和脉冲时间t的增加平p度随着C的增加而变大(见式12)电流密度的增e均电流密度也增加因而表面粗糙度应下降,长也使得电导率随之而增大由于电导率的增大为验证上述结论进行了一组试验,试验考虑工件蚀除加快表面也迅速得到整平,下列一些因素:当C和logt等于0时式(7)式(9)e/~logtz/0/输入因素:Ce为NaNO3水溶液浓度;Up为电转化为:极移动速度;t为

8、脉冲时间;t为间隔时间,2z0Rz=3.15-0.13Up/-0.09Up/(13)输出因素:RcRz为工件