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螺旋锥齿轮脉冲电化学光整加工关键技术研究

唐勇  
【摘要】:螺旋锥齿轮是实现相交轴运动传递的基础元件,由于螺旋锥齿轮传动具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪音小等优点而被广泛应用在航空、汽车、船舶、工程机械以及精密机床等许多工业领域。随着现代工业的发展,高速、大负荷、动载条件下工作的精密机器不断出现,对螺旋锥齿轮特别是精密螺旋锥齿轮的高速性能、噪音、使用寿命提出了愈来愈高的要求。 为了提高螺旋锥齿轮的表面质量,降低其噪音,提高其使用性能和寿命,本文应用脉冲电化学光整加工工艺对螺旋锥齿轮进行了光整加工的基础研究,以获得高速、高精和高效的螺旋锥齿轮,这对于提高我国机械制造业在国际上的竞争力,促进我国经济的发展,有着重要的意义。 本文在深入了解脉冲电化学光整加工工艺的基础上,对具有与螺旋锥齿轮相同材料(20CrMnTi)的试件进行了大量的实验研究。实验对直流和脉冲两种方式进行了研究对比,并针对此材料优化了光整加工的工艺参数,提出了几种脉冲模式的影响,并针对电解液流场进行了实验分析。为进行螺旋锥齿轮的光整加工的可行性奠定了基础。 为了满足螺旋锥齿轮等大型零件的脉冲电化学光整加工的要求,设计了高频、窄脉宽、大电流的脉冲电源。本文基于电力电子技术设计了以开关元器件IGBT为核心的高频大功率脉冲电源,以M57962AL作为专用驱动模块,并设计了驱动和保护电路,采用单片机AT89S52进行可调脉冲控制,达到了较好的效果。 在脉冲电源的强有力的支持下,本文针对具有复杂曲面的螺旋锥齿轮,结合格利森机床和脉冲电化学光整加工直齿圆柱齿轮的特点,探讨并设计了用于螺旋锥齿轮光整加工用的展成式阴极。 本文的工作旨在进一步研究和应用脉冲电化学光整加工的工艺,通过提高脉冲电源的频率和功率来扩大其使用范围,以适应不同要求的光整加工。


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