【摘 要】
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微细管电极铣削微沟槽加工工艺受到多种加工参数的共同影响,因此通过科学的工具深入探究、量化和总结这些规律是后续理论研究的基础,对于实际工程问题的研究至关重要。微沟槽加工的定域性是衡量微细管电极电解铣工艺的重要评判标准,而加工参数的选取对微沟槽加工的定域性起到决定性作用。在加工时,少量电场通过电解液在工件表面形成的液膜分散剩余能量,易出现微沟槽的过加工和杂散腐蚀等不稳定因素,尤其是加工参数设置不合理的
【基金项目】
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国家重点研发计划项目(项目编号:2018YFB1105900):高效精密激光增材制造-电解加工整体制造技术;
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微细管电极铣削微沟槽加工工艺受到多种加工参数的共同影响,因此通过科学的工具深入探究、量化和总结这些规律是后续理论研究的基础,对于实际工程问题的研究至关重要。微沟槽加工的定域性是衡量微细管电极电解铣工艺的重要评判标准,而加工参数的选取对微沟槽加工的定域性起到决定性作用。在加工时,少量电场通过电解液在工件表面形成的液膜分散剩余能量,易出现微沟槽的过加工和杂散腐蚀等不稳定因素,尤其是加工参数设置不合理的情况下。因此需要通过建立数理模型来尽量精准和高效地选取合适的加工参数来优化定域性。实际工程应用所需的微沟槽面临各种工艺要求,比如特定宽度的微沟槽,或者特定截面形貌的微沟槽,因此需要结合各种加工参数对微沟槽加工影响的规律在算法的框架下制定严谨的加工策略,选取最合适的工具阴极和加工参数,从而更高效准确地对接实际的工程需求。本文的主要研究内容如下:(1)利用单因素控制变量法、皮尔逊相关性分析法循序渐进地探究了各加工参数对各微沟槽加工关键指标的影响及其强弱关系,通过计算贡献度定量化了影响,发现电流密度的影响力显著高于其他加工参数,并结合实验结果进行了一定的讨论;(2)在实验数据集和影响规律的基础上,结合数理知识建立了微沟槽加工的定域性最优化模型,微沟槽加工定域性得以提高,并通过实验验证了模型的准确性和高效性;(3)针对实际工程中常见的两种特定场景,结合电化学理论、数学工具和本研究的结论分别制定了特定宽度的微沟槽和特定截面形貌的微沟槽的加工策略,并分别进行了实验验证,证明了加工策略的准确性和高效性。最终通过工程实践,实现了特定槽宽微沟槽和特定形貌微沟槽的加工,验证了本研究的必要性、模型的高效性、结论的合理性,并拓展了更广阔的发展思路。
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