本文關(guān)鍵詞：電鍍CBN過程中雙電層效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理及消除方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電鍍CBN砂輪是一種超硬磨料砂輪,常用在硬齒面齒輪的磨削精加工中。作為硬齒面的精磨工具,與結(jié)合劑砂輪相比,電鍍CBN砂輪具有高的結(jié)合強(qiáng)度及鋒利的磨粒形貌,且制作成本低、使用壽命長,具有廣闊的應(yīng)用前景。但是在電鍍法制備CBN砂輪的過程中,電極與鍍液兩相之間存在雙電層電容效應(yīng),其阻礙了鍍層金屬離子的有效電沉積,導(dǎo)致鍍層存在表面質(zhì)量差、磨粒與基體結(jié)合強(qiáng)度低等缺陷,限制了電鍍CBN砂輪的應(yīng)用。針對(duì)這些問題,本研究構(gòu)建了電鍍系統(tǒng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,研究雙電層電容效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理,提出了消除電鍍雙電層電容效應(yīng)的方法,并進(jìn)行了電鍍實(shí)驗(yàn)研究。依據(jù)脈沖電鍍?cè)砗湾儗咏饘匐姵练e原理,從理論上分析電鍍過程中雙電層電容效應(yīng)的形成機(jī)理,建立了電鍍系統(tǒng)的物理和數(shù)學(xué)模型,確定消除雙電層效應(yīng)的物理參數(shù),分別為占空比和脈沖頻率。為了保證電鍍工藝的順利實(shí)施,采用有限元法模擬研究了砂輪電鍍過程中三種陽極排布對(duì)電場(chǎng)分布狀態(tài)的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:單陽極板加雙圓柱輔助陽極電極排布下的電場(chǎng)分布不均勻,不適于電鍍進(jìn)行;陽極板間增加圓柱輔助陽極電極排布下的電場(chǎng)分布較均勻,但是此種排布下的輔助陽極處場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)極大值,會(huì)有燒傷鍍液的可能;雙陽極板中心對(duì)稱排布下電場(chǎng)分布均勻,且場(chǎng)強(qiáng)極值出現(xiàn)在陰極附近,利于電鍍進(jìn)行。為了得到脈沖電鍍優(yōu)化工藝參數(shù),對(duì)45#鋼試樣進(jìn)行了電鍍實(shí)驗(yàn),研究了占空比和脈沖頻率對(duì)鍍層孔隙率和粗糙度的影響。研究結(jié)果表明:隨著脈沖占空比的增大,鍍層孔隙率呈增長趨勢(shì),鍍層粗糙度先減小后增大;隨著脈沖頻率的增大,鍍層孔隙率和粗糙度均出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。得到占空比為20%和脈沖頻率為0.5kHz的優(yōu)化電鍍參數(shù)組合。依據(jù)所得的電鍍工藝參數(shù)組合,制備了單層電鍍CBN砂輪,并進(jìn)行了磨削實(shí)驗(yàn),對(duì)45#鋼進(jìn)行窄深槽磨削加工后,砂輪磨粒鋒利,磨粒與基體結(jié)合強(qiáng)度高。由此可見,采用20%占空比和0.5kHz脈沖頻率的電鍍工藝參數(shù),可以制備出高品質(zhì)的單層電鍍CBN砂輪。
【關(guān)鍵詞】：CBN砂輪 雙電層電容 振蕩電路 占空比 脈沖頻率
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG743;TQ153
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 CBN砂輪的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 超硬磨料CBN砂輪分類12-13
• 1.2.2 電鍍CBN砂輪研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 電鍍法制備CBN砂輪缺陷問題的研究15-16
• 1.3 雙電層模型概述16-19
• 1.4 課題來源及研究背景意義19
• 1.5 課題主要內(nèi)容19-21
• 第二章 電鍍過程雙電層效應(yīng)理論分析21-37
• 2.1 電鍍技術(shù)及脈沖電鍍21-24
• 2.1.1 電鍍?cè)?/span>21-23
• 2.1.2 脈沖電鍍23-24
• 2.2 電鍍鍍層結(jié)晶過程24-29
• 2.3 電鍍雙電層電容效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理29-31
• 2.4 電鍍系統(tǒng)物理模型及數(shù)學(xué)模型建立31-36
• 2.4.1 電鍍系統(tǒng)物理模型31-33
• 2.4.2 電鍍系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型33-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 砂輪電鍍電場(chǎng)分析37-47
• 3.1 砂輪電場(chǎng)強(qiáng)度分布情況模擬分析37-40
• 3.1.1 建立模型和單元的劃分37-38
• 3.1.2 邊界條件的設(shè)定與激勵(lì)加載38
• 3.1.3 求解及模擬計(jì)算結(jié)果分析38-40
• 3.2 不同陽極數(shù)量及排布下的場(chǎng)強(qiáng)分布模擬分析40-42
• 3.2.1 兩陽極板之間增加輔助圓柱陽極電極40-41
• 3.2.2 單陽極板及雙輔助圓柱陽極電極41-42
• 3.3 陰極與陽極之間場(chǎng)強(qiáng)分布情況模擬分析42-45
• 3.3.1 雙陽極板中心對(duì)稱分布下場(chǎng)強(qiáng)分布情況42-44
• 3.3.2 雙陽極板及極板間增加輔助電極下場(chǎng)強(qiáng)分布情況44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 制備單層CBN砂輪的電鍍工藝參數(shù)及切削性能研究47-63
• 4.1 電鍍實(shí)驗(yàn)過程47-50
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)裝置47-49
• 4.1.2 基體預(yù)處理49
• 4.1.3 脈沖電鍍鎳鐵合金49
• 4.1.4 性能檢測(cè)工具與步驟49-50
• 4.2 脈沖電鍍工藝參數(shù)選擇50-54
• 4.2.1 電鍍實(shí)驗(yàn)參數(shù)50-51
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)51-54
• 4.3 脈沖電鍍工藝參數(shù)對(duì)鍍層質(zhì)量的影響54-57
• 4.3.1 脈沖電鍍占空比對(duì)鍍層質(zhì)量的影響54-56
• 4.3.2 脈沖電鍍頻率對(duì)鍍層質(zhì)量的影響56-57
• 4.4 單層電鍍CBN砂輪的制備57-61
• 4.4.1 單層電鍍CBN砂輪基體及超硬磨料粒度的選擇57
• 4.4.2 電鍍CBN砂輪夾具設(shè)計(jì)57-58
• 4.4.3 電鍍CBN砂輪實(shí)驗(yàn)設(shè)備58-59
• 4.4.4 砂輪電鍍過程59-60
• 4.4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析60-61
• 4.5 單層CBN電鍍砂輪磨削實(shí)驗(yàn)61-62
• 4.5.1 砂輪磨削條件61
• 4.5.2 砂輪磨削性能研究61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 總結(jié)63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

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