發(fā)布時(shí)間：2017-10-10 10:21

  本文關(guān)鍵詞：圓管外表面電解蝕刻機(jī)床設(shè)計(jì)及分析

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【摘要】：具有{111}晶向(軸向)的鉬單晶基體化學(xué)氣相沉積(CVD)鎢單晶涂層為材料的薄壁圓管用作熱能離子轉(zhuǎn)換器的重要零件——發(fā)射極,其材料表面的鎢{110}晶面占發(fā)射極表面的份額對(duì)熱能離子轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率起著關(guān)鍵作用。用傳統(tǒng)機(jī)械加工很難實(shí)現(xiàn)對(duì)鉬單晶基體化學(xué)氣相沉積鎢涂層為材料制成的薄壁長(zhǎng)筒零件的表面加工。因此本文運(yùn)用電解蝕刻加工方法對(duì)圓管外表面進(jìn)行處理,以制備出具有高分額{110}晶面的發(fā)射極表面。 本文根據(jù)鉬單晶基體化學(xué)氣相沉積(CVD)鎢單晶涂層為材料的薄壁圓管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝要求,設(shè)計(jì)了一套圓管外表面電解蝕刻系統(tǒng),該系統(tǒng)由電解蝕刻機(jī)床本體、電解蝕刻工藝裝備、電解液系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成。完成了對(duì)電解蝕刻機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維建模,運(yùn)用Workbench對(duì)機(jī)床進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化；根據(jù)加工工藝要求設(shè)計(jì)制造電解蝕刻圓管表面加工工裝,該工裝能夠?qū)崿F(xiàn)工件陽(yáng)極、工具陰極的定位、夾緊,同時(shí)可夠保證蝕刻電源正負(fù)極與工件陽(yáng)極、工具陰極有效地連接。建立了加工間隙電場(chǎng)和流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,基于COMSOL Multiphysics分析仿真平臺(tái)對(duì)電解蝕刻間隙電場(chǎng)、流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,根據(jù)分析結(jié)果完成陰極的設(shè)計(jì)。 根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)配套的控制系統(tǒng)軟件,該控制系統(tǒng)可以按照給定的程序?qū)C(jī)床本體、蝕刻電源、溫控儀、電解液泵等設(shè)備進(jìn)行集中控制,使電解蝕刻機(jī)床各部分協(xié)調(diào)工作。 經(jīng)有限元分析軟件分析驗(yàn)證,本套電解蝕刻機(jī)床的動(dòng)、靜態(tài)特性良好,機(jī)床部件結(jié)構(gòu)合理,強(qiáng)度滿足要求。
【關(guān)鍵詞】：電解蝕刻 機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)床結(jié)構(gòu)分析 陰極設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG662
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 目錄10-13
• 插圖清單13-15
• 插表清單15-16
• 第1章 緒論16-23
• 1.1 引言16
• 1.2 課題來(lái)源16
• 1.3 電解加工16-18
• 1.4 電解蝕刻技術(shù)及裝備國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.5 課題目的及意義21
• 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容及方法21-23
• 第2章 圓管外表面電解蝕刻加工原理23-31
• 2.1 電解加工基本原理及基本理論23-24
• 2.1.1 法拉第定律23-24
• 2.1.2 電流效率24
• 2.2 電解蝕刻加工基本原理24-26
• 2.2.1 晶面電解選擇性蝕刻的機(jī)理25-26
• 2.3 加工間隙中的電場(chǎng)、流場(chǎng)的相關(guān)理論26-30
• 2.3.1 電場(chǎng)與電解加工間隙的關(guān)系26-27
• 2.3.2 加工間隙中的電場(chǎng)特征27-29
• 2.3.3 流場(chǎng)與電解蝕刻加工間隙的關(guān)系29
• 2.3.4 加工間隙中氣液兩相流動(dòng)特征29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 電解蝕刻機(jī)床設(shè)計(jì)31-52
• 3.1 電解蝕刻加工機(jī)床的組成和設(shè)計(jì)要求31-33
• 3.1.1 機(jī)床的組成部分及特點(diǎn)31-32
• 3.1.2 機(jī)床的基本要求32-33
• 3.2 電解蝕刻機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)33-37
• 3.2.1 機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析34
• 3.2.2 機(jī)床總體方案34-37
• 3.3 電解蝕刻工作箱設(shè)計(jì)37-40
• 3.3.1 工作箱箱體設(shè)計(jì)37-39
• 3.3.2 工作箱密封設(shè)計(jì)39-40
• 3.4 伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-48
• 3.4.1 絲杠選型41-45
• 3.4.2 伺服電機(jī)選型45-48
• 3.5 電解液系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-50
• 3.5.1 電解液的凈化49
• 3.5.2 電解液恒溫系統(tǒng)49-50
• 3.6 加工電源50-51
• 3.7 電解蝕刻機(jī)床參數(shù)51
• 3.8 本章小結(jié)51-52
• 第4章 電解蝕刻機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與分析52-70
• 4.1 陰極設(shè)計(jì)52-56
• 4.1.1 陰極設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)52-53
• 4.1.2 陰極設(shè)計(jì)方法53-56
• 4.2 流場(chǎng)設(shè)計(jì)與分析56-60
• 4.2.1 流場(chǎng)設(shè)計(jì)分析56-59
• 4.2.2 陰極夾具設(shè)計(jì)59-60
• 4.3 電解蝕刻機(jī)床床身有限元分析與優(yōu)化60-65
• 4.3.1 床身結(jié)構(gòu)分析方案60-61
• 4.3.2 幾何模型建立61
• 4.3.3 模型簡(jiǎn)化61-62
• 4.3.4 劃分網(wǎng)格與分析計(jì)算62-65
• 4.4 電解蝕刻機(jī)床床身模態(tài)分析65-66
• 4.5 電解蝕刻機(jī)床本體優(yōu)化設(shè)計(jì)66-69
• 4.7 本章小結(jié)69-70
• 第5章 電解蝕刻機(jī)床控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)70-81
• 5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求70-71
• 5.1.1 機(jī)床運(yùn)動(dòng)分析70
• 5.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求70-71
• 5.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案71-73
• 5.2.1 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制方案72
• 5.2.2 溫度控制方案72-73
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)73-74
• 5.4 人機(jī)交互界面與程序設(shè)計(jì)74-80
• 5.4.1 主操作界面設(shè)計(jì)74-76
• 5.4.2 手動(dòng)加工程序及界面設(shè)計(jì)76-77
• 5.4.3 自動(dòng)加工程序及界面設(shè)計(jì)77-78
• 5.4.4 斷電保護(hù)程序及報(bào)警界面設(shè)計(jì)78-79
• 5.4.5 快動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)程序模塊設(shè)計(jì)79-80
• 5.4.6 PLC及觸摸屏的選型80
• 5.5 本章小結(jié)80-81
• 第6章 總結(jié)及展望81-83
• 6.1 總結(jié)81
• 6.2 展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況88

【參考文獻(xiàn)】

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6 王福元;徐家文;趙建社;葛媛媛;;電場(chǎng)和流場(chǎng)數(shù)值模擬的電化學(xué)加工陰極設(shè)計(jì)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年07期

7 李志永;;基于間隙實(shí)際電場(chǎng)分布的葉片電解加工陰極設(shè)計(jì)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐正揚(yáng);發(fā)動(dòng)機(jī)葉片精密電解加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1005812