光整加工是绝大多数机械零件为改善表面质量的最后一道工序,它将影响到机械设备在运行噪声、使用寿命以及其它方面的使用性能,以及机械产品在生产成本、制造周期等方面的市场竞争力。目前,局限于光整加工技术的发展现状,像不锈钢装饰板等大型薄板类零件和大型反应釜等粗糙表面零件的光整加工显得十分困难,已经成为制约生产发展的障碍。电化学机械加工是充分利用电化学加工和机械加工原理的复合而创新出来的新型光整加工技术,它不仅工艺性好,而且加工后的零件表面质量也尤为突出。本文在综述丁电化学机械光整加工机理和微观表面特征及其评价体系的基础上,比较系统全面地分析了电化学机械光整加工技术的工艺特性和加工表面的质量特性,针对大面积薄板和粗糙表面的镜面光整加工技术进行了深入的研究和探索。 本文通过对电化学溶解原理和电化学机械复合加工机理的研究,指出电流密度、电解液成分等工艺参数对阳极溶解特性、钝化膜的性质及其动态特性的关系,提出直接通过优化工艺参数达到拓宽对于原始粗糙度的加工范围,在一道工序中一次性地完成镜面光整加工过程的观点和方法;并通过对回转体、深孔、平面和复杂曲面等典型零件表面具有针对性的电化学机械复合模式的选择,以及机器人技术、数控加工技术等自动化控制技术的应用研究,提高了电化学机械光整加工的效率和自动化加工水平等王艺特性, 本文在对零件表面微观几何形貌、加工纹理、物理力学性能及其评价体系研究的基础上,通过对磨削加工、化学或电化学加工以及电化学机械加工表面特征的比较研究,指出电化学机械加工表面在降低摩擦系数、降低噪声、延长寿命、耐腐蚀和抗沾粘等提高零件综合使用性能的机理,为快速提高我国机械产品质量提供了一条的有效途径。 不锈钢装饰板是大面积薄板类零件的典型代表,针对其加工面积大、厚度薄、刚性差、质量要求高等特点,本文通过对悬浮磨料电解液的选择与使用,加工效率及其影响因素的分析,以及弹性磨具的选择、工具头结构优化、电化学机械匹配关系、不锈钢薄板的装夹与进给等关键技术的研究,开发了分类、多排、多个浮动工具头及其应用模式,创建了一种针对大面积薄板类零件的高效镜面加工技术。 为了能够将电化学机械加工表面的耐腐蚀和抗沾粘性运用于化学工业的生产装备,本文针对大型聚脂反应釜加工面积大、原始表面粗糙、型面精度差等产品特点和加工成本高、周期长等生产现状,研究了脉冲电化学的高效整平原理及其与电化学机械加工技术优势的复合机理,克服了常规的电化学机械光整加工效率低下,工具磨损严重等现象,突破粗糙表面必须经过粗、精加工两道工序的传统模式,开发了一种直接针对大面积粗糙表面的镜面加工技术,提出了一条解决大型零件光整加工困难的途径。 本文最后针对大型工业装备组成零件单件生产的现状,提出了先抛光,后成形,最后通过对焊缝等局部的光整加工工艺方法,并由此提出了基于电脉冲的大面积中厚度热轧不锈钢板电化学机械光整加工技术的研究课题,并对该课题进行了广泛的调研和初步的研究与探索。摘要 笔者相信,随着大面积中厚板光整加工技术的开发与应用,必将推动我国钢铁企业产品的深加工进程,极大丰富金属零部件制造对原材料的选择,为简化大型工业装备的生产制造工艺,降低产品生产成本,提高企业竞争力开辟一条新的思路。关键词:电化学机械光整加工(EcMF);电化学光整加工(EcF);脉冲电化学光整加工(pECF);微观几何形貌;镜面不锈钢薄板;粗糙表面;大型反应釜;中厚度不锈钢板