宋晓兵[1]2003年在《基于单片机控制的脉冲电化学齿轮修形研究》文中研究说明齿轮作为应用量大面广的基础件产品，其质量直接影响我国相关机电产品的质量和在国际市场的竞争力。从总体水平上看，我国的齿轮在承载能力、使用寿命和噪音水平等技术指标与国外产品都有较大差距。另一方面，改善齿轮性能的重点仍然是齿形，对齿轮进行适当修形是优化齿轮传动、提高使用寿命和运动精度的关键技术。所以对齿轮进行修形研究具有重大的现实意义。 国内外的学者一直在对齿轮进行修形理论的探讨和加工工艺的研究，其中修形理论渐已成熟，本文从当前国内外齿轮修形加工方法的研究现状出发，结合大连理工大学特种加工研究所近年来对脉冲电化学加工工艺的研究和应用，试图将脉冲电化学加工工艺应用到齿轮修形加工中，并就齿轮修形阴极设计、过程控制和加工间隙的控制等方面做了大量的研究，得到了一些很有应用价值和指导意义的结果。 脉冲电化学加工是用脉冲电源代替传统的直流电源，尤其是高频、窄脉冲电流的引入，使脉冲电化学加工中间隙过程的电化学特性、流场特性和阳极溶解特性等都得到了很大的改善，其加工精度、表面质量和加工效率都有了很大的提高。本文通过对脉冲电化学加工机理的探讨，将脉冲电化学加工工艺应用到齿轮修形当中，探讨了加工过程中一些具有指导意义的规律。 间隙、流场和电流密度是影响脉冲电化学加工精度和表面质量的叁大要素，本文的研究重点是阴极设计和过程控制。由于脉冲电化学加工可以允许微小的稳定加工间隙，这给脉冲电化学齿轮修形的阴极设计提供了不同于传统电化学齿轮修形阴极设计的新思路，本文以应用广泛的渐开线圆柱直齿轮为加工对象，提出了多种阴极设计方案并论述了各自的优缺点；开发了齿轮修形的加工模拟软件，实现了对加工过程进行模拟和对阴极进行辅助设计，对优化阴极设计、降低实验成本、缩短开发周期起到了良好的作用。 针对齿轮修形的特点，本文设计了基于单片机控制的脉冲电化学齿轮修形控制系统，实现了加工过程的自动化。该系统主要由步进电机控制模块、人机交互模块和单片机与PC通信模块组成，其抗干扰能力强，能很好地满足实验要求，而且灵活性大，通过与PC机的通信，人机交互更为方便直观。 根据法拉第定律，金属的去除量由电流强度和加工时间决定，因此，根据加工要求与加工规律确定出脉冲电流的大小和实时控制齿轮齿面上各点的加工时间，是脉冲电化学齿轮修形所研究的中心内容。本文结合实验室的条件，基于保证齿轮修形量，提高加工效率的思想，以加工时间和极间间隙为控制量，用两种阴极设计方案对脉冲电化学齿轮修形加工进行了实验，并对实验结果进行了认真的分析。在实验的基础上，对影响加工质量的各因素进行了详细的分析，提出了改善加工质量的方法。此外，为了提高工艺的稳定性，作者对脉冲电化学齿轮修形加工中的间隙进行了建模分析和在线控制的探讨。 本文的工作说明基于单片机控制的脉冲电化学齿轮修形工艺是可行的，不仅能满足修形量的要求，还能提高齿轮的齿形精度和表面质量，而且工艺简单，易于实现自动化，具有良好的应用前景。
李洪友[2]2003年在《齿轮的脉冲电化学光整加工技术基础研究》文中研究表明齿轮的表面质量与其使用性能及寿命有着密切关系。研究表明：提高齿轮的表面质量，可以大幅度地提高齿轮的使用性能和寿命，降低啮合噪音。光整加工可以改善齿轮的表面质量，进而提高齿轮的使用性能和寿命。现代齿轮工业的发展，硬齿面齿轮和高精度齿轮使用越来越普遍。但因加工成本及效率的制约，目前我国的硬齿面齿轮的光整加工技术应用较少，结果造成齿轮零件的表面质量达不到要求，降低了使用性能和寿命。因此，提高光整加工效率，降低光整加工成本，开发和应用更加优良的齿轮光整加工工艺具有重要的现实意义。 脉冲电化学光整加工技术是一种新型的光整加工技术，具有加工效率高、成本低、表面质量好等优点，应用到重要零部件光整加工中意义重大。本文根据齿轮光整加工的国内外现状，结合大连理工大学多年来在非传统光整加工方面的研究基础，将脉冲电化学光整加工技术应用于齿轮齿面的光整加工中，来改善齿轮表面质量，提高其使用性能及寿命指标。 本文从脉冲电化学光整加工机理出发，研究和探讨了加工间隙、电流密度、电解液成份、脉冲参数(脉冲频率、脉冲宽度及占空比等)等工艺参数对脉冲电化学光整加工过程所产生的影响，得到了相关参数对零件加工精度及表面质量的影响规律。 研究齿轮的脉冲电化学光整加工技术。结合脉冲电化学光整加工工艺特性及齿轮生产中的特点，设计了多种齿轮脉冲电化学光整加工方案，并选择齿轮式阴极展成法作为最终试验方案；建立了齿轮式阴极展成法齿轮脉冲电化学光整加工间隙变化规律模型，实验研究了齿轮脉冲电化学光整加工过程。试验结果表明：齿轮的脉冲电化学光整加工可以大幅度降低齿面粗糙度：在2min．的时间内，对模数为3，齿数为33的直齿齿轮，齿面粗糙度可从Ra1.6μm降至Ra0.08μm；同时，齿轮的精度有所提高，一般可在原有的精度下提高1～2级。 研究和应用脉冲电化学齿轮光整加工技术，必须有高频、窄脉冲、大功率脉冲电源作为保证条件。迄今为止，国内外还没有符合应用条件的电源产品，为此需要自行开发。本文根据现代电力电子技术发展状况，研制出了一种基于新型高频开关器件(IGBT)的高频大功率脉冲电源，电源的频率最高可达20KHz，电源的频率与占空比分别独立可调，具有数字控制与调节功能，电源的结构简单、性能稳定可靠，符合研究脉冲电化学齿轮光整加工技术应用条件。 研究齿轮脉冲电化学光整加工过程中电极间相对滑动速度的变化规律。在此基础上，提出了变角速度控制齿轮脉冲电化学光整加工技术方案，设计了基于单片机控制的齿轮脉冲电化学光整加工系统，为进一步提高齿轮加工精度及解决有关修形问题创造了条件。 本文的研究能够使人们深刻的认识到零件的表面质量和使用性能之间的密切关系；进一步认识到非传统光整加工技术的特点及优势，推动非传统光整加工工艺的研究及应用。进一步深入研究和完善脉冲电化学齿轮光整加工及其相关技术，掌握其规律并最终应用到生产实际中去，必将对我国齿轮的生产产生重大影响，提高我国齿轮加工的水平，带动相关行业的发展，产生重大的社会效益和经济效益。
王海峰[3]2005年在《回转体表面脉冲电化学及其复合光整加工技术研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的发展和生产的需要,人们对零件的表面质量和精度的要求越来越高。零件表面质量对零件的耐磨性、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等使用性能以及寿命、可靠性都有很大的影响。提高零件的表面质量和精度是提高产品的性能和质量、增强产品的稳定性和可靠性、延长零件使用性能和寿命、降低噪音并最终增强产品在市场上的信誉和竞争力的重要措施。光整加工是改善零件表面质量的重要手段,近年来新的光整加工工艺方法不断涌现,脉冲电化学及其复合光整加工作为一种新的工艺方法已经显示出它的巨大发展潜力。 脉冲电化学及其复合光整加工(PECCF)技术主要以溶解的形式去除工件表层金属,加工过程中切削力和切削热的作用很小,加工后的工件表面与机械加工表面相比无附加切削痕迹、塑性变形层,作为光整加工方法的一种,有很多优点,一方面,它能大幅度降低表面粗糙度值,改善零件表面质量;另一方面,脉冲电化学及其复合光整加工技术在一定程度上能够弥补传统光整加工的不足。因此,该技术具有很高的研究和应用价值。 回转体零件在机械产品中有着大量的应用,量大面广,其质量好坏直接影响相关机电产品的质量及在国际市场上的竞争力,因此对这类零件的光整加工也显得尤为重要。 本文在大量基础实验的基础上,对脉冲电化学及其复合光整加工工艺进行了深入研究,并将其应用在细长管内壁和凸轮表面上。首先,在对圆柱体表面进行光整加工实验的基础上,对脉冲电化学加工的电化学特性、流场特性、阳极溶解特性及其工艺特点等进行了一些研究和探索;其次,根据现代电力电子技术发展状况,设计并制造出了一种基于新型高频开关器件(IGBT)的高频大功率脉冲电源,电源的频率和占空比分别独立可调,具有数字控制与调节功能,为进一步研究及优化脉冲电化学及其复合光整加工技术提供了前提条件;最后,以细长管内壁和凸轮表面光整加工为例具体阐述了脉冲电化学及其复合光整加工技术的应用。 本文的重点工作是脉冲电化学及其复合光整加工技术在回转体零件表面的应用和该工艺所需的专用脉冲电源的研制,为下一步把脉冲电化学及其复合光整加工技术的应用推广到叁维复杂曲面作了前期准备,以使该工艺的研究更深入、应用范围更广泛。
唐勇[4]2005年在《螺旋锥齿轮脉冲电化学光整加工关键技术研究》文中研究表明螺旋锥齿轮是实现相交轴运动传递的基础元件,由于螺旋锥齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪音小等优点而被广泛应用在航空、汽车、船舶、工程机械以及精密机床等许多工业领域。随着现代工业的发展,高速、大负荷、动载条件下工作的精密机器不断出现,对螺旋锥齿轮特别是精密螺旋锥齿轮的高速性能、噪音、使用寿命提出了愈来愈高的要求。 为了提高螺旋锥齿轮的表面质量,降低其噪音,提高其使用性能和寿命,本文应用脉冲电化学光整加工工艺对螺旋锥齿轮进行了光整加工的基础研究,以获得高速、高精和高效的螺旋锥齿轮,这对于提高我国机械制造业在国际上的竞争力,促进我国经济的发展,有着重要的意义。 本文在深入了解脉冲电化学光整加工工艺的基础上,对具有与螺旋锥齿轮相同材料(20CrMnTi)的试件进行了大量的实验研究。实验对直流和脉冲两种方式进行了研究对比,并针对此材料优化了光整加工的工艺参数,提出了几种脉冲模式的影响,并针对电解液流场进行了实验分析。为进行螺旋锥齿轮的光整加工的可行性奠定了基础。 为了满足螺旋锥齿轮等大型零件的脉冲电化学光整加工的要求,设计了高频、窄脉宽、大电流的脉冲电源。本文基于电力电子技术设计了以开关元器件IGBT为核心的高频大功率脉冲电源,以M57962AL作为专用驱动模块,并设计了驱动和保护电路,采用单片机AT89S52进行可调脉冲控制,达到了较好的效果。 在脉冲电源的强有力的支持下,本文针对具有复杂曲面的螺旋锥齿轮,结合格利森机床和脉冲电化学光整加工直齿圆柱齿轮的特点,探讨并设计了用于螺旋锥齿轮光整加工用的展成式阴极。 本文的工作旨在进一步研究和应用脉冲电化学光整加工的工艺,通过提高脉冲电源的频率和功率来扩大其使用范围,以适应不同要求的光整加工。
钟杰[5]2005年在《冷轧丝杠轧辊脉冲电化学光整加工及其控制系统的研究》文中研究表明丝杠是机械传动元件中的关键设备,是将螺旋运动转换为直线运动的传动部件。随着现代工业的发展,高速、大负荷、动载条件下工作的精密机器的不断出现,对丝杠特别是精密丝杠的高速性能、噪音、使用寿命提出了愈来愈高的要求。 本文针对丝杠加工新工艺—丝杠冷滚压工艺作了简要介绍,在丝杠滚压加工中,其关键零件—冷轧丝杠轧辊的精度与表面质量直接关系到所加工丝杠的质量,而传统的轧辊精加工方法(精密磨削、精密车削等)加工成本价高、效率低。本文在分析国内外螺纹轧辊加工工艺的基础上,结合课题组的研究,提出了一种新的光整加工方法。高精度的冷轧丝杠轧辊的制造将有利于滚压技术的推广,从而从根本上提高我国丝杠的性能,提高我国相关产品的质量和在国际市场的竞争力。 本文在课题组研究的基础上继续研究了脉冲电化学光整加工工艺,为了获得更好的轧辊表面质量,我们提出了应用微机控制的脉冲电化学光整加工轧辊成型面的新工艺,将数控技术引入非传统加工是以满足大规模现代化生产的需要是今后的一个重要的发展方向。在控制系统选用上,“PC+动控制卡”的方案随着PC的普及越来越多,将是运动控制系统一个主要的发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源,用于运动过程、机械轨迹都比较复杂,而且柔性比较强的机器设备。 本文在进行大量基础实验的基础上,对脉冲电化学光整加工工艺进行了深入研究。首先,在对圆柱体表面进行光整加工实验的基础上,深入研究了脉冲电化学光整加工工艺特性,对脉冲电化学加工的电化学特性、流场特性、阳极溶解特性及其工艺特点等进行一些探索,并从宏观和微观两个方面对阳极表面(工件)整平原理进行了分析。其次,针对冷轧丝杠轧辊的结构特点,结合数控系统的优势,通过理论分析,提出了微机控制脉冲电化学光整加工方案,并设计了脉冲电化学光整加工轧辊型面的微机控制系统,在保证轧辊精度的前提下实现对轧辊表面的光整加工。 本文的工作说明基于微机控制的轧辊表面脉冲电化学光整加工工艺是可行的,不仅能满足轧辊加工精度的要求,还能提高轧辊的表面质量,而且工艺简单,易于实现自动化,具有良好的应用前景。
杨二亮[6]2016年在《齿轮深层渗碳的质量控制及改性研究》文中认为目前国内煤矿井下机械化开采遇到的复杂采煤层(大坡度、全岩等)问题越来越多,对于采煤机行走机构的可靠性要求也越来越高,齿轨轮作为行走机构的关键零部件,对其抗疲劳和抗磨损性能要求也越来越高。在齿轮制造过程中,要获得良好的耐磨性和疲劳强度,渗碳淬火是关键因素之一。因此控制渗碳齿轮的质量和对齿轮渗碳的工艺进行改性研究对提高齿轮的使用性能有重要意义。本文针对采煤机行走机构上齿轨轮的渗碳淬火工艺进行研究分析,选用材料为电渣重熔钢18Cr2Ni4WA,运用DEFORM分析软件对影响齿轨轮渗碳层深度的因素进行仿真模拟,采用正交实验方法对其进行分析,得出渗碳时间和渗碳温度是影响渗碳层深度的主要因素;为了提高齿轨轮的渗碳层深度,采用多次强渗扩散渗碳工艺并与常规的一次强渗扩散工艺进行对比分析,仿真和实际试验都共同验证了选用方案的可行性。同时运用DEFORM软件以及实际试验共同验证分析了优化齿轨轮碳化物等级的方案,并对齿轨轮的不同位置碳浓度曲线进行分析研究,为磨削工艺方案的制定提供支持。仿真模拟了渗碳工艺对齿轨轮组织、残余应力和变形的影响规律,以及不同淬火温度对齿轨轮残余应力、变形和使用性能的影响。以上研究分析对控制齿轨轮渗碳质量及提升齿轨轮性能都有一定的指导意义。
参考文献：
[1]. 基于单片机控制的脉冲电化学齿轮修形研究[D]. 宋晓兵. 大连理工大学. 2003
[2]. 齿轮的脉冲电化学光整加工技术基础研究[D]. 李洪友. 大连理工大学. 2003
[3]. 回转体表面脉冲电化学及其复合光整加工技术研究[D]. 王海峰. 大连理工大学. 2005
[4]. 螺旋锥齿轮脉冲电化学光整加工关键技术研究[D]. 唐勇. 大连理工大学. 2005
[5]. 冷轧丝杠轧辊脉冲电化学光整加工及其控制系统的研究[D]. 钟杰. 大连理工大学. 2005
[6]. 齿轮深层渗碳的质量控制及改性研究[D]. 杨二亮. 西安科技大学. 2016
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