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ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素

万林林 罗晔 邓朝晖 李乐

万林林, 罗晔, 邓朝晖, 李乐. ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(3): 410-416. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200028
引用本文: 万林林, 罗晔, 邓朝晖, 李乐. ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(3): 410-416. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200028
WAN Linlin, LUO Ye, DENG Zhaohui, LI Le. Influencing Factors of Pre-Dressing And Oxide Film Formation in ELID Grinding[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(3): 410-416. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200028
Citation: WAN Linlin, LUO Ye, DENG Zhaohui, LI Le. Influencing Factors of Pre-Dressing And Oxide Film Formation in ELID Grinding[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(3): 410-416. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200028

ELID磨削预修锐与氧化膜成膜的影响因素

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200028
基金项目: 

湖南省自然科学基金项目 2017JJ2092

国家留学基金湖南省地方合作项目 201808430275

湘潭市产业技术协同创新专项资金项目 C11811

详细信息
    作者简介:

    万林林(1984-),副教授, 博士, 研究方向为工程陶瓷等难加工材料高效精密制造技术, wanlinlin@hnust.edu.cn

  • 中图分类号: TP182

Influencing Factors of Pre-Dressing And Oxide Film Formation in ELID Grinding

  • 摘要: 设计了蓝宝石ELID(在线电解修整)磨削工艺的实验装置和实验方案。基于电化学理论,建立了蓝宝石ELID磨削预修锐氧化膜形成的数学模型,定性分析了氧化膜的成膜过程,并通过磨削实验,研究了极间间隙、电压等工艺参数对预修锐时间的影响规律,揭示了氧化膜厚度和生长速率的变化规律,提出了基于厚度、粘附力和孔隙率,并考虑预修锐时间的氧化膜状态的评价表征方法,对极间间隙、脉冲频率、电压和砂轮转速等ELID电解加工参数进行了优化。实验获得最佳加工条件为极间间隙0.5 mm,脉冲频率90 kHz,电压120 V,砂轮转速1 500 r/min。
  • 图  1  ELID磨削加工机理[12]

    图  2  预修锐电极间的示意图

    图  3  ELID实验装置

    图  4  电压对工作电流的影响

    图  5  极间间隙对工作电流的影响

    图  6  ELID预修锐实验时间结果

    图  7  氧化膜超景深图

    图  8  四因素对氧化膜厚度的影响

    图  9  四因素对粘附力的影响

    图  10  各参数对孔隙率的贡献率

    图  11  砂轮氧化膜的SEM图

    图  12  最优参数氧化膜的SEM图

    表  1  蓝宝石物理和机械性能参数

    性能参数 数值
    密度ρ/(kg·cm-3) 3.98
    弹性模量E/GPa 435
    硬度H/GPa 18~20
    断裂韧性KIC/(MPa·cm1/2) 2.0
    泊松比ν 0.27~0.29
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    表  2  ELID磨削实验设备

    实验设备 型号种类
    平面磨床 MGK7120X6/F数控高精度卧矩台平面磨床
    砂轮 金属结合剂金刚石砂轮(W3.5, W10)
    电源 HDMD-V型ELID磨削专用电源
    电解液 哈尔滨工业大学研制的ELID电解液
    电极 圆弧黄铜电极
    测量仪器 Taylor Hobson轮廓仪
    LA-28霍尔电流传感器
    A/D数据采集卡
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    表  3  四因素三水平正交实验表

    实验编号 极间间隙he/mm 脉冲频率f/kHz 电压U/V 砂轮转速ω/(r·min-1)
    1 0.5 5 60 600
    2 0.5 50 90 1 500
    3 0.5 90 120 2 400
    4 1.0 5 90 2 400
    5 1.0 50 60 600
    6 1.0 90 120 1 500
    7 1.5 5 120 1 500
    8 1.5 50 90 2 400
    9 1.5 90 60 600
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    表  4  正交实验氧化膜孔隙率

    实验编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    孔隙率/% 11.6 8.6 7.4 9.1 8.6 10.6 11.9 13.1 14.7
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-16
  • 刊出日期:  2021-03-01

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