【摘 要】
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7075铝合金是一种经过冷锻处理的合金,具有强度高,耐应力腐蚀和抗断裂腐蚀,稳定性好,可塑性和阳极反应性好等优点。7075铝合金主要用于高铁、航空航天、汽车模具、机械设备、工具和固定装置,特别是用于飞机结构和其他要求高强度和强耐腐蚀性的高压结构的制造。目前,由于冷锻铝合金材质较软,微孔壁面加工精度难以保证。因此,本文针对冷锻7075铝合金材料,深入研究微细磨具的制备方法及对微孔壁面的抛光试验。具体
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7075铝合金是一种经过冷锻处理的合金,具有强度高,耐应力腐蚀和抗断裂腐蚀,稳定性好,可塑性和阳极反应性好等优点。7075铝合金主要用于高铁、航空航天、汽车模具、机械设备、工具和固定装置,特别是用于飞机结构和其他要求高强度和强耐腐蚀性的高压结构的制造。目前,由于冷锻铝合金材质较软,微孔壁面加工精度难以保证。因此,本文针对冷锻7075铝合金材料,深入研究微细磨具的制备方法及对微孔壁面的抛光试验。具体包括电火花加工、复合电镀沉积、线电极放电磨削、微电极铣削、金属磨削等方法的运用。本文通过分析珩磨原理和小孔珩磨头设计原理,使用SOLIDWORKS软件对其进行三维建模,设计出刀具形状,并用ABAQUS软件对其进行静力学和动力学分析,证明了微细磨具设计的合理性和可操作性。同时设计出工艺路线,并制备出一字槽磨具和十字槽磨具基材,为下一步微细磨具对微孔的抛光打下坚实的基础。本研究进一步设计了微细刀具复合沉积镍-金刚石微粉装置。此装置带有加热和搅拌系统,以镍环为阳极,阴极随主轴转动且与SKD61微细刀具相连,并将各参数作为控变因子,对镀层厚度和金刚石附着量进行单因素定量研究,总结出影响规律。通过采用正交实验法,着重探究了主轴转速、电流密度、润湿剂含量、金刚石浓度对镀层厚度和金刚石附着量影响的显著性。最后由单因素实验和正交试验表综合得出最优参数为主轴转速50rpm,电流密度为12.5A/dm2,润湿剂含量为镀液体积6%,金刚石浓度为50g/L。金属镍的质量占比为28.0%,金刚石附着量占比为54.6%,充分表明用该装置可以成功将悬浮于镍溶液中金刚石微粉颗粒复合沉积于微细磨具基体上,且镀层均匀,结合力较好。本文还利用GA-BP算法对参数之间的交互作用进行非线性拟合和优化,通过输入数据,系统内部对其权值和阈值进行更新,直至接近目标值。比较实际值和预测值之差,发现在误差范围内,预测精度较高。然后设定目标函数和边界条件得出金刚石附着量最优参数为主轴转速50rpm,电流密度为6.6A/dm2,润湿剂含量为镀液体积8.5%,金刚石浓度为15.8g/L。最后将微细磨具对微孔进行抛光实验,研究了切削参数对微孔圆度和表面粗糙度的影响。对一字槽磨具和十字槽磨具对微孔抛光的优劣性进行比较,得出一字槽磨具切削过程更稳定。
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