一、小孔加工技术发展现状（论文文献综述）
裴钧民[1]（2021）在《中空循环电极电解加工小孔及其在残余应力测量中的应用》文中研究指明残余应力是指消除外部作用后仍存在于材料内部的应力,残余应力会影响零部件的疲劳强度、耐应力腐蚀和抗蠕变能力等力学性能,进而影响其使用性能与使用寿命,因此精确稳定的残余应力测试方法在工程实际中具有重大的研究价值。小孔法是目前工程实际中,应用最为广泛的一种机械零部件近表面残余应力测试方法,目前小孔法测量残余应力时,通常采用钻削、铣削等机械方法加工小孔。机械加工小孔属于接触式加工,加工过程中试件会引入附加应力,同时孔口易产生塑性变形,因此不能准确反映试件表面残余应力分布情况。电解加工是一种非接触式的特种加工方法,其原理是利用阳极金属在电解液中进行电化学溶解,并通过特定形状的阴极进行成形加工,加工过程中不会产生塑性变形,不会引入附加应力,采用电解方法对小孔进行加工可有效消除机械加工对残余应力测量结果的影响。本文采用电解加工小孔法对纯铁材料（DT4E）进行残余应力测试相关研究。采用3D打印技术设计制造中空循环辅助电极,搭建动液电解加工小孔实验平台,利用Fluent软件进行流场仿真,以底面加工区电解液流速大小和流场均匀性为评价标准,优化3D打印中空循环电极流道结构,并进行不同壁角β下电解加工小孔实验,通过对孔型进行观察,选择最佳中空循环电极隔板壁角β值;探究纯铁材料的电化学特性,通过进行小孔加工对比实验,优选合适的电解液成分及浓度;同时,小孔法测量残余应力时需要严格控制阳极金属去除量,基于法拉第第一定律,采用恒电流加工模式,控制电解加工时间,即可控制阳极金属去除量,并通过离子测定、实验标定等方式对阳极金属去除量和电解加工时间的关系进行修正;电解加工后的小孔为圆弧孔,利用Abaqus软件结合生死单元方法分别对圆弧孔与直角孔试件进行应力场仿真,分析了圆弧孔对试件应力释放的影响。最后本文对纯铁试件进行去应力退火预处理并预制拉应力,结合电解加工小孔装置与应变测量装置搭建了应变-电解小孔法残余应力测试平台,分别采用电解加工小孔方法与机械加工小孔方法对试件进行残余应力测量对比实验,应变-电解小孔法测量残余应力误差为较小,利用电解方法对小孔进行加工可明显提高残余应力的测试精度。
孙国荣[2]（2021）在《GH4169高温合金抽吸电极电解加工微小孔工艺研究》文中研究指明高温合金GH4169由于在高温条件下具有良好的性能,包括屈服强度高、力学性能高、抗疲劳、抗氧化、抗热腐蚀、热稳定性等等,因此被广泛应用于航空、航天、石油、核能、化工和船舶等领域,尤其用于各类燃气轮机和航空航天涡轮发动机等热端部件。这些零部件中具有各类微孔、深孔和群孔结构,这些孔的一般孔径较小,数量较大,同时加工精度要求较高,高温合金GH4169作为一种典型难加工的材料,传统加工较难实现此类孔加工。管电极电解加工是传统电解加工（Electrochemical Machining,简称ECM）的重要方法之一,利用中空管电极进行电解液的供给,并施加电压于工件阳极和管电极阴极上,同时进行管电极的进给,最终完成工件阳极的材料去除,实现不同结构的加工。管电极电解加工作为一种重要的孔结构加工方法,被广泛应用于难加工材料的微小孔加工,加工孔径一般在0.3 mm～5 mm之间。然而管电极电解加工方式也存在一系列问题,包括孔的出入口及孔壁加工精度问题,加工过程稳定性问题和深小孔加工时产物的排除问题。为了解决管电极电解加工存在的系列问题,国内外学者提出了一种抽吸式电极电解加工方式,使用抽吸电极实现电解液的供给和回收,保证几何结构的加工精度。本文使用COMSOL Multiphysics建立了抽吸电极电解加工的多物理场耦合模型,对抽吸电极电解加工过程进行了有限元分析,分析了加工过程中各参数对电场分布、流场分布以及几何结构场分布的影响。同时对仿真结果进行了实验验证,利用仿真结果对实验参数进行修正,搭建了抽吸电极电解加工实验装置,选取合适的加工参数,将实验结果与仿真结果进行对比,研究各加工参数对孔口形貌的影响,同时对抽吸电极电解加工深孔能力进行了研究。具体的研究工作如下:（1）论述了微小孔加工技术的发展现状,对比各类加工微小孔方法的优缺点,选择合适高温合金GH4169微小孔的加工方式,对抽吸电极电解加工原理及相关理论进行了阐述。设计搭建了抽吸电极电解加工实验平台,对实验系统各组成部分进行了详细介绍,对抽吸电极电解液循环方式、抽吸电极组件组成和电极的绝缘方式进行了分析。通过有限元仿真模拟的方法分析了抽吸电极电解加工过程中各个物理场的分布情况,建立了抽吸电极的轴对称二维模型,完成了电场、流场和几何结构场的多物理场耦合仿真模拟,同时利用建立的仿真分析模型,研究了供给流量和抽吸压力对流场和电场分布结果的影响规律。（2）由仿真结果的流场分布情况可知,相对于普通管电极来说,抽吸电极可将电解液限制于电极下方,即将电解液约束在加工区域内,提高加工的定域性;由仿真结果的电场分布情况可知,抽吸电极电解加工阳极表面的电解质电流密度分布较为集中,同时低电流密度区域小,不存在低电流密度过渡区域,因此可获得更好的加工精度,而对于孔结构的加工来说,低电流密度会引起孔口周围杂散腐蚀缺陷的产生,进而导致工件阳极表面粗糙度的降低;由仿真结果的仿真参数研究结果可知,供给流量和抽吸压力对加工定域性具有非常显着的影响,相对小的电解液流量和合适的抽吸压力可实现良好的电解循环流场和相对集中的电解质电流密度分布。（3）对仿真模型中参数的影响规律进行了实验验证,研究了抽吸电极中两个重要参数供给流量和抽吸压力对加工精度的影响。通过对比各个不同参数下抽吸电极电解加工结果的分布情况可以得到:随着供给流量的逐渐增加,入口孔径逐渐增大,杂散腐蚀程度逐渐严重,1.5 m L/min下获得的入口形貌最好;随着回收流量的逐渐增加,入口孔径逐渐减小,杂散腐蚀程度逐渐降低,27 m L/min的回收流量下获得的入口形貌最好,无杂散腐蚀和短路现象。（4）研究了抽吸电极电解加工方法加工高温合金GH4169深小孔的可行性,进行了深孔抽吸电极电解加工的仿真和试验,仿真结果表明抽吸电极电解加工深孔具有一定的优势。实验方面采用了酸性电解液和耐久度高的套管绝缘层,以获得更好的加工稳定性,加工结果表明使用耐久度更高的套管绝缘可以很好的保证加工过程中的绝缘层不被破坏,加工过程电流与流场稳定,顺利完成了深孔的加工,成功加工出孔深50 mm,深径比约36.2的深孔。
霍金星[3]（2021）在《轴向超声振动辅助电解磨削SLM Hastelloy X合金技术研究》文中进行了进一步梳理激光选区熔化（SLM）技术,作为目前最热门的金属增材制造技术之一,因其能够实现难加工材料的复杂构件快速柔性制造,已成为航空航天高端装备研制和创新设计制造的重要技术手段。但是,该技术成形精度尤其是小孔成形精度严重制约了其在航空航天领域的进一步发展和应用,而传统减材加工技术对SLM工艺生产的难加工材料加工效果欠佳。为了提高难加工材料小孔的加工效果,本文将轴向超声振动技术与电解磨削技术相结合,利用前者的空化与液相传质作用提高电解磨削加工的稳定性,进而提升扩孔加工的整体质量。其所具有的高效率、低加工应力减材特征,为实现航空航天领域难切削加工材料的高效、高精度加工提供了一条重要途径。本文利用轴向超声振动辅助电解磨削扩孔技术对SLM Hastelloy X合金进行了以下研究:（1）介绍了本文加工方式的理论及特点,构建了该加工方式的数学模型,分析了各试验因素对本技术的作用机理;搭建了超声振动管电极电解加工、轴向超声振动辅助电解磨削加工试验平台,设计了试验用工具阴极（侧壁绝缘管电极、电镀金刚石磨头）及其工装夹具。（2）基于成形机器SLM125,探究了不同激光功率和扫描速度对SLM Hastelloy X合金试样各表面粗糙度、硬度和致密度的作用规律,最终在合适的参数下,打印出尺寸为46mm×24mm×40mm的试样,并对其进行了力学性能测试,试验结果表明该SLM试样符合指标要求,为后续预孔及扩孔试验奠定了基础。（3）利用电化学工作站对SLM Hastelloy X合金在电解过程中的开路电位和阳极极化现象进行了分析,通过试验测试出SLM Hastelloy X合金在不同种类和质量分数的电解液中的极化曲线,分析了在上述电解液环境中SLM Hastelloy X合金的钝化效果;搭建了电流效率试验平台,并进行了电流效率曲线的测定。（4）分别对锻造GH3536合金和SLM Hastelloy X合金进行了预孔加工,通过对GH3536合金的初步探究,确定了电解磨削作用的基本规律,在此基础上,通过单因素试验及响应曲面法,研究了多项试验参数对加工精度和表面粗糙度的影响,经过优化,在SLM Hastelloy X合金板上加工出深径比为2且最优表面粗糙度为Ra0.18μm的小孔。
朱相明[4]（2021）在《SLM高温合金件超声-电解磨削加工小孔技术研究》文中指出近年来,选区激光熔化（SLM）技术逐渐成为增材制造领域的研究热点,但是其打印件往往存在力学性能不足的情况,为了解决这个问题,本文对SLM打印件进行了固溶热处理及各项性能研究。除此之外,经SLM打印得到的成形结构件表面质量通常较差,为此,本文采用“SLM+电解复合加工”的增材制造与减材制造相结合的方式,对SLM打印件进行管电极内喷液电解加工,得到预孔,然后在此基础上使用超声辅助电解磨削加工（UAECG）进行扩孔加工,以此得到加工精度及表面质量优良的小孔。具体研究内容如下:本文首先针对Hastelloy X镍基高温合金材料进行了 SLM打印工艺研究,通过维氏硬度试验和相对密度试验综合确定最佳的SLM打印参数,并以此作为后文SLM打印件的工艺参数。然后在此基础上,设计了 L9（34）热处理-室温单向拉伸正交试验,获得了最佳的固溶处理参数组合,最终以此作为后文小孔加工件的热处理工艺参数。本文还采用线性电势扫描伏安测试和交流阻抗谱测试,对SLM高温合金打印件进行了电化学性能分析,分析了 SLM高温合金打印件的钝化及电化学溶解特性。在数值模拟方面,本文进行了超声辅助电解磨削小孔加工的电场有限元分析,创新性地提出了将等效恒压法用于一次电流分布下的高频脉冲电解加工的电场分析,还进行了扩孔加工中电解加工的数值模拟分析,对比了使用半球形和球形磨头电极的加工模拟结果,这为后文中磨头电极的设计提供了依据。除此之外,还研究了有超声空化下使用UAECG技术进行扩孔加工的间隙流场分布。本文对SLM打印的高温合金板进行了管电极内喷液电解加工以及超声辅助电解磨削加工试验研究,设计制备了超薄派瑞林绝缘膜以及半球形金刚石磨头电极,研究了峰-峰值电压、占空比以及有无超声对使用UAECG进行小孔加工的影响,并最终得到了重复加工精度为±5μm,孔径为1210μm,内壁表面多线粗糙度为Ra0.4μm的小孔。
丁亮亮[5]（2020）在《多点柔性支撑管电极电火花深小孔加工技术研究》文中研究指明随着现代科技的不断发展,对于很多加工高精度和结构复杂的零部件都需要用到深小孔加工技术。本文聚焦于深小孔加工中的加工稳定性、孔口和孔内壁的加工形貌、材料去除率、管电极损耗率等加工中的基本问题,提出了多点柔性支撑管电极电火花深小孔加工方法。本文总结如下:本文首先探讨了管电极电火花加工的相关理论包括电火花加工的基本原理、电火花加工的特点、实现电火花加工的条件以及电火花加工的工作机理。探讨了多点柔性支撑管电极电火花加工深小孔的相关理论,阐述了柔性支撑的作用。对电火花加工实验装置的操作过程、技术参数以及使用范围进行了阐述。电火花放电的工具电极使用侧壁开阵列孔的管电极。仿真分析结果表明加工间隙流体域的流速更快,电蚀产物在不同管电极的极间间隙流场的分布规律,表明侧壁开阵列孔管电极在进行电火花孔加工时会更加有利于工作液、加工产物和热量排出孔外。同时,通过流固耦合计算,分析了侧壁开阵列孔管电极在不同进口压力和加工深度对工具电极的振动幅值的影响:随着进口压力的不断增大,工具电极的振动幅值也在不断增大;随着加工深度的不断增大,工具电极的孔径差也在增大。提出了使用电火花加工系统装置在管电极的侧壁开孔试验,根据管电极设计原则,设计管电极夹具对特定直径的管电极进行装夹。使用电火花系统加工装置和电火花夹具使用外径为0.2mm的管电极在外径为0.8mm的管电极上进行侧壁开孔试验,分析了试验加工的过程,得到试验加工所得的侧壁开阵列孔的管电极。使用实验所加工出的侧壁开阵列孔的管电极进行电火花深小孔加工试验,对试验加工的过程进行了分析,试验结果表明,侧壁开阵列孔进口压力和转速一定时,侧壁开阵列孔管电极所加工孔的孔口形貌较好、材料去除率更高、工具电极损耗值更小,孔内壁形貌更好;转速一定时,随着进口压力增大,材料去除率更高、工具电极长度损耗值降低、孔内壁表面形貌更好。
闫晓燊[6]（2020）在《电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究》文中研究说明气膜冷却孔是提升航空发动机效率、可靠性及耐高温性能的关键,气膜冷却效果受气膜孔轴向、孔径及空间分布等几何特征影响较大。但是,由于叶片的铸造偏差、电火花加工误差等因素,部分气膜孔几何特征存在不达标的情况。因此,如何在涡轮叶片的曲面上,对数量多、孔径小、轴线方向多变的气膜孔进行几何特征测量检测,成为了国产航空发动机制造的重点和难点。为此,本文围绕电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术展开研究,研发基于三维激光点云的检测系统,主要包含传感器标定、检测轨迹规划和点云数据处理三个模块,并通过实际检测实验,验证系统的有效性。以线激光传感器为测量头,五轴机床为运动平台,搭建检测样机,从而实现气膜孔几何特征检测。传感器标定模块,其功能是标定传感器零点位置和光束方向矢量,以实现检测系统多坐标系下的坐标转换。针对传统标定算法中存在的非线性方程组求解难度大、依赖特定标准件以及受初值影响大等问题,研究了基于运动学建模及平面几何约束的标定算法,构建超静定线性方程组,从而实现传感器标定。标定精度为0.012mm,满足测量需求。轨迹规划模块,其功能是规划扫描轨迹,对潜在的硬件碰撞、光束干涉进行检测及规避,从而确定准确、高效、安全的轨迹。针对激光扫描中存在的测量范围小、角度要求严、检测点数多以及硬件碰撞、光束干涉等问题,研究检测方向和坐标分布、基于点云扫描体的碰撞检测及规避、基于点云监测的光束干涉检测、基于检测方向二次规划的光束干涉规避等算法。并通过VERICUT软件进行仿真验证,最终准确、高效及安全地获取点云数据。点云数据处理模块,其功能是通过点云分割、轴向提取、孔径拟合及交点位置计算等方式,确定气膜孔几何特征参数。针对点云提取分割中存在的鲁棒性低等问题,研究基于扫描线拟合残差的分割算法,将三维点云降维为二维扫描线,并借助拟合残差实现目标分割;针对轴向提取中存在的法矢量精度低、点云数量少以及平面拟合误差大等问题,研究基于改进高斯映射变换的轴向提取算法,借助效果评价函数、高斯映射补全以及随机一致性采样,实现轴向提取;针对孔径提取中存在的计算效率低、受初值影响大等问题,研究基于轴向投影的孔径拟合算法,将三维气膜孔径转化为二维圆环直径,并就投影后的噪点滤波,提出基于误差概率统计的变力度迭代滤波算法,从而实现孔径的定性检测;针对气膜孔位置,通过计算轴线与曲面的交点坐标,进而确定气膜孔空间分布。此外,基于仿真点云及电火花小孔加工样件,验证算法的原理可行性及实际操作性。通过气膜孔实际检测实验,验证系统检测效果,分析精度影响因素。基于实测点云,借助Geomagic验证算法精度;通过静态、半动态以及全动态检测实验,对传感器测量精度、叶片装夹误差、平台定位误差进行解耦分析。数据表明,检测系统轴向、位置及孔径检测精度分别为0.405°、0.038mm与0.024mm。从而,为气膜孔轴向及位置的定量检测及孔径的定性预筛检测,提供一种有效可行的技术方案。
史先春[7]（2020）在《基于超声检测图像处理的深小孔轴线直线度误差分析》文中指出深孔加工技术是机械制造领域中最前沿的技术之一,深孔加工技术主要应用在航天、航空、军事、深孔钻井等重要领域。相对于浅孔与大孔的轴线直线度误差检测与评定而言,深小孔轴线直线度误差检测与评定的课题研究尚处于起步阶段。随着深孔加工技术逐渐向大深径比微小孔方向发展,开展对深小孔轴线直线度误差检测的课题研究显得尤为重要。本课题使用高速电火花穿孔机,加工所需直径大小的深小孔待测工件;搭建了基于超声波检测原理的超声检测平台,对深孔工件轴线直线度误差的检测;开发了基于MATLAB图像处理的GUI可视化界面,实现了深小孔轴线直线度误差检测的可视化。所完成的主要工作内容如下:1)分析了深小孔零件加工过程中的轴线偏斜的主要形态,介绍了用以求解深孔轴线直线度误差的两端点连线法、最小二乘法、最小包容圆柱法三种不同评定方法。2)使用高速电火花穿孔机加工了直径尺寸为1.0mm的深小孔待测样件,并且将待测量的深小孔工件分割成八个孔截面,每个孔截面标定八个测量点,为后续超声检测的进行做好准备工作。3)针对深小孔工件轴线直线度误差的检测,选择Olympus Model 5800PR型超声波脉冲发生接收器、Tektronix DPO3012数字荧光示波器、V116-RM型指尖接触式传感器探头和PC笔记本及Tektronix OpenChoice Desktop同步显示软件,搭建了基于超声波检测原理的超声检测平台,实现了深小孔样件轴线直线度误差的检测。4)为了实现深小孔轴线直线度误差检测的可视化要求,采用MATLAB图像处理技术和GUI可视化技术设计了用以深孔工件的轴线检测数据处理的GUI可视化界面,将超声测量所得数据导入GUI可视化界面应用程序,并选择相应的深小孔轴线直线度评定方法,可求得两端点连线法、最小二乘法、最小包容圆柱法三种不同评定方法下的深小孔轴线直线度误差值,从而实现了深小孔轴线直线度检测数据处理的智能化与可视化操作。图[61]表[8]参[92]
孟翔宇[8]（2020）在《超声振动辅助电解磨削GH3536技术研究》文中研究说明近年来,随着航空工业的快速发展,各部门生产单位对航空航天零部件及其加工材料的性能要求日益提高,在要求材料具备较高的强度、良好的耐腐蚀性和耐高温性的同时,还要求加工出的零部件具有较高的表面加工质量和尺寸精度。镍基高温合金GH3536是航空航天领域常用的一种非常典型的难加工材料,但当采用传统机械加工或特种加工时,往往存在加工精度差、表面完整性差、砂轮磨损严重、残余应力大和重熔层等问题,因此本文提出了一种超声振动辅助脉冲电化学研磨的高效复合加工方法。该方法利用超声波发生器和变幅杆,将交流电信号转变为机械振动,并引入到电解磨削加工中,利用超声振动的空化作用和液相传质效应,可使加工过程中流场更加稳定、极间间隙电解产物及气泡能够迅速排出。相比于传统机械磨削、电解加工和电解磨削加工,利用超声振动辅助电解磨削所加工的GH3536合金小孔的表面质量和加工精度都得到了很大提高。本文利用超声振动辅助电解磨削复合工艺对GH3536小孔进行高效加工,并开展了材料去除机理的理论分析和试验研究,主要研究内容如下:（1）阐述了超声振动辅助管电极电解加工预孔和超声辅助电解磨削扩孔的加工原理、加工范围特点以及影响工艺试验的各项参数。利用三电极体系和电化学工作站研究了 GH3536合金的电化学溶解机理,测出了 GH3536合金在不同浓度的氯化钠溶液和硝酸钠溶液中的开路电位与极化曲线,并在质量分数为10%的硝酸钠溶液中测定了每个电流密度下的电流效率,为分析电解加工的成形规律和实际加工工艺提供了极其重要的指导作用。（2）搭建了试验加工平台,通过ANSYS软件对超声电主轴中的超声振子进行了包括模态分析和谐响应分析在内的稳定性分析,测定了基于自由振动的振子固有频率,并在模态分析的基础上测定了超声振子的响应应力和响应位移。（3）建立了超声振动电解磨削加工小孔的数学模型和仿真模型,提出了动网格技术,利用COMSOLMultiphysics软件对超声振动辅助管电极电解加工预孔、电解磨削扩孔进行了电场仿真分析,得到了工件表面电流密度分布图和小孔成形的瞬态演变过程。（4）在超声振动辅助管电极电解加工预孔的基础上开展了超声振动辅助电解磨削扩孔试验,分析了不同加工参数对小孔平均锥度、表面粗糙度和表面形貌的影响,得到了不同工艺参数对表面加工质量和加工精度的变化规律。选用四因素三水平正交试验法开展了超声振动辅助电解磨削扩孔优化试验,并利用极差分析法确定出对小孔表面粗糙度和平均锥度影响程度最大的因素为加工电压。
夏蔚文[9]（2020）在《小孔高速电火花加工的穿透检测与自适应控制》文中研究指明小孔高速电火花加工是电火花加工工艺的一种,在航空发动机和燃气轮机涡轮叶片气膜冷却孔群孔加工中被广泛使用。整个通孔加工过程可分为接触、中间和贯穿三个不同阶段。目前小孔高速电火花加工,特别是斜孔加工,存在着两个问题。一是各加工阶段的特性具有显着差异,而现有控制器却采用固定控制策略,阻碍了加工效率和稳定性的提升;二是由于电极损耗严重,难以确定加工完成时间。特别是在加工以涡轮叶片气膜冷却孔为代表的一类小孔时,由于工件内部存在流道或空腔,需要确定加工完成时间,以有效地防止背伤产生。为了提升整体加工效率,需要在线区分不同的加工阶段,并提出分段自适应控制策略。而为了确定加工完成时间,需要在区分加工阶段的基础上,采用一定的判断依据,判定小孔贯穿。但是,目前对于不同加工阶段的特性及其成因仍缺乏研究,而这是提出优化控制策略的依据。而且由于加工过程中的电极损耗较大,且工艺过程具有较强的随机性,因此,用于区分中间阶段和贯穿阶段的穿透信息以及标志加工完成的贯穿信息,无法通过坐标增量和加工时间等信息简单获得。也需要根据加工过程的特征,提出相应的在线检测方法。而目前已有判定方法的可靠性较差。为此,本文对小孔高速电火花加工过程展开了系统性的研究,以提出解决上述问题的有效方法。本文的主要研究工作如下:（1）针对各加工阶段的现象与特性尚不明确的问题,设计了观测实验装置,使用摄像机在不同时间尺度上直接观察了各加工阶段的极间物理现象并展开分析,以加深对加工过程的理解,进而指导后续研究。在观测接触阶段时,发现了电极的受迫振动现象。分析表明,该现象是导致此阶段加工过程不稳定的根本原因。在中间阶段,观测到了电极振动、侧壁放电等现象。该阶段排屑效率高,加工总体稳定。进入贯穿阶段后,虽然间隙中的冲液仍可维持一定时间,但侧壁放电显着增多,加工状态急剧恶化;小孔贯穿后,大量加工屑累积,放电和短路依然频繁。（2）针对上述观察到的极间物理现象建立了数学与有限元模型,通过仿真,分析现象背后的规律,为分段控制策略的提出提供依据。针对接触阶段的电极受迫振动现象,基于流固耦合理论建立了电极振动方程,分析表明电极自由长度是减小振幅的关键因素。针对中间和贯穿阶段的电极振动现象,建立了流固耦合的有限元模型,仿真结果显示,间隙中的工作液压力对振幅的影响很小。针对穿透发生前后的排屑现象,建立了一系列流体与粒子交互的两相流有限元模型。仿真结果表明,穿透发生后加工稳定性立即急剧下降的原因是放电集中和流场压强变化导致的大量侧壁放电和短路。这使得这一阶段的加工条件十分恶劣。（3）针对目前缺少可靠的穿透检测与贯穿判定方法的问题,结合观测实验及建模仿真的研究结果,分析了极间放电信号的变化规律,提出了穿透检测方法与贯穿判定方法。首先提出了用于穿透检测的加工状态图分类法。该方法选取多种特征信号,处理得到由信号变化趋势曲线组合而成的加工状态图。采用机器学习算法将加工状态图在线分类为穿透前和穿透后两类,即可检测到穿透。相比于现有的判定方法,该方法可以更有效地避免信号波动或干扰所导致的误判。其次,考察了小孔贯穿前后、电极未回退时的放电信号特征,提出了基于条件放电信号变化特征的贯穿判定方法。验证实验证明了所提出方法的正确性和及时性,即可以在1秒或1毫米内检测到穿透,并在电极穿出出口2 mm内判定贯穿。（4）为了提升各加工阶段的稳定性和效率,基于前文研究结果,提出了分段自适应控制策略,实现了高效稳定的加工。首先,在接触阶段,为了减少电极振动带来的不利影响,提出了动态调节进给率增益因子的策略。加工实验表明,该策略可使接触阶段的加工时间缩短50%以上,小孔入口附近的放电影响区也可减少最多达49.8%。其次,针对加工大深径比小孔时中间阶段的稳定性随着小孔深度加深而逐渐下降的问题,设计了基于自校正调节控制的二输入二输出自适应控制器。根据放电加工的状态动态调节伺服控制器参数,提高了加工效率。实验中,使用自适应控制器可令加工时间缩短10.3%。最后,考虑到贯穿阶段的间隙放电条件十分复杂且恶劣,采用了加工参数选优的策略。设计了全因子实验,研究了伺服参考电压和增益因子对加工效率的影响,并据此优化加工控制参数。实验表明,采用优化的加工参数后,该阶段的加工时间可缩短多达56.2%。最后,结合穿透检测方法、贯穿判定方法,实现了自动化的分段自适应加工控制。
郎晨阳[10]（2020）在《微晶云母陶瓷深小孔超声磨削表面及亚表面形成研究》文中研究指明微晶云母陶瓷具有高强度、高硬度和耐腐蚀等优异性能,广泛应用在航空航天领域,尤其是在孔系众多的复杂壳体上的使用,但是由于陶瓷材料的高脆性以及深小孔的结构特征,导致对其进行深小孔加工成为一项工程难题。超声辅助磨削结合了超声加工和磨削加工的优点,能够有效降低工件加工中所受磨削力,是解决工程陶瓷材料深小孔加工难题的一项高效高质量加工技术。本文对微晶云母陶瓷深小孔超声磨削加工的原理、表面粗糙度和亚表面裂纹进行了研究。本文首先基于运动学知识,建立了砂轮侧面磨粒和端面磨粒的轨迹方程,并结合压痕断裂力学模型,求解出了微晶云母陶瓷在磨削加工中脆塑转变深度理论值,开展了刻划实验进行了材料去除机理和脆塑转变深度理论值的验证,对比了普通划痕和超声划痕的形貌特征,得出了超声振动的加入可以明显改善磨削加工原理的结论。根据砂轮侧面磨粒磨削轨迹方程和材料去除机理,建立了微晶云母陶瓷超声辅助磨削深小孔加工表面粗糙度的数值仿真模型,得到了深小孔表面三维形貌仿真图,并计算出了各加工参数下的工件表面粗糙度值,开展深小孔磨削加工实验并借助显微镜获得了小孔表面实际形貌及表面粗糙度实测值,通过与模拟结果的对比,验证了模型的可靠性,得到了主轴转速、主轴轴向进给速度和超声振幅对表面粗糙度的影响规律。分析了微晶云母陶瓷磨削加工中亚表面裂纹的形成过程和分布特征,建立了新的亚表面裂纹评价标准,开展了亚表面裂纹的仿真研究,根据模拟结果,得到了主轴转速、主轴轴向进给速度和超声振幅对亚表面裂纹的影响规律,为实际生产加工和实验研究提供了借鉴。
二、小孔加工技术发展现状（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、小孔加工技术发展现状（论文提纲范文）
（1）中空循环电极电解加工小孔及其在残余应力测量中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 残余应力测试技术简介 |
| 1.2.1 有损测试法 |
| 1.2.2 无损测试法 |
| 1.2.3 小孔法残余应力测试国内外研究现状 |
| 1.3 电解加工小孔研究现状 |
| 1.3.1 静液电解加工小孔技术 |
| 1.3.2 动液电解加工小孔技术 |
| 1.3.3 3D打印技术在小孔电解加工中的应用 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 动液电解加工小孔装置的设计与优化 |
| 2.1 中空循环电极流道结构设计 |
| 2.1.1 单向流道设计方案 |
| 2.1.2 对向流道设计方案 |
| 2.1.3 多对向流道设计方案 |
| 2.1.4 涡旋流道设计方案 |
| 2.2 动液电解加工小孔装置搭建 |
| 2.3 环形隔板壁角β对电解加工的影响 |
| 2.3.1 不同壁角β下流场仿真分析 |
| 2.3.2 不同壁角β下电场仿真分析 |
| 2.3.3 不同壁角β下电解加工小孔实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 纯铁材料电解液的选择与优化 |
| 3.1 电解加工理论基础 |
| 3.1.1 电极极化理论 |
| 3.1.2 电极放电顺序理论 |
| 3.1.3 法拉第定律 |
| 3.2 纯铁材料电解液成分选择 |
| 3.2.1 纯铁材料简介 |
| 3.2.2 电解液成分选择 |
| 3.3 纯铁材料电解液浓度优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 电解加工小孔阳极金属去除量的控制研究 |
| 4.1 控制电解加工阳极金属去除量理论基础 |
| 4.2 电解加工恒电流I值的确定 |
| 4.3 阳极金属离子价态n值的确定 |
| 4.3.1 ICP-OES法测量Fe~(2+)、Fe~(3+)总量 |
| 4.3.2 分光光度法测量Fe~(2+)含量 |
| 4.3.3 阳极金属去除量与电解加工时间的理论关系 |
| 4.4 阳极金属去除量与电解加工时间的关系修正 |
| 4.4.1 实验标定电流效率η值 |
| 4.4.2 实验验证与结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 应变-电解小孔法测量残余应力实验研究 |
| 5.1 应变-电解小孔法测量残余应力原理 |
| 5.2 应变-电解小孔法测试平台搭建 |
| 5.2.1 测试试件预处理 |
| 5.2.2 测试试件预制应力 |
| 5.2.3 应变-电解小孔法测试平台 |
| 5.3 电解加工小孔孔型对应力释放的影响 |
| 5.3.1 仿真过程介绍 |
| 5.3.2 仿真结果分析 |
| 5.4 电解小孔法与机械小孔法测量残余应力对比实验 |
| 5.4.1 应变-电解小孔法实验过程与结果 |
| 5.4.2 应变-机械小孔法实验过程与结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）GH4169高温合金抽吸电极电解加工微小孔工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微小孔加工技术发展现状 |
| 1.2.1 传统机械加工 |
| 1.2.2 特种加工 |
| 1.3 电解加工工艺 |
| 1.3.1 现有电解加工技术 |
| 1.3.2 电解加工技术存在问题 |
| 1.4 抽吸电极电解加工 |
| 1.4.1 抽吸电极电解加工基本原理 |
| 1.4.2 抽吸电极电解加工研究现状 |
| 1.4.3 孔加工精度对零部件性能影响 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 2 抽吸电极电解加工实验系统设计 |
| 2.1 抽吸电极结构及其夹具设计 |
| 2.1.1 抽吸电极结构设计 |
| 2.1.2 抽吸电极夹具设计 |
| 2.2 电极绝缘方式 |
| 2.3 抽吸电极电解加工材料及装置 |
| 2.3.1 工件材料 |
| 2.3.2 加工装置 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 抽吸电极电解加工多物理场仿真模拟 |
| 3.1 抽吸电极电解加工理论基础 |
| 3.1.1 电场理论分析 |
| 3.1.2 极化理论分析 |
| 3.1.3 流场理论分析 |
| 3.2 仿真模型的建立 |
| 3.2.1 几何模型的建立 |
| 3.2.2 多物理场模型的建立 |
| 3.3 仿真模拟结果分析 |
| 3.3.1 电解加工过程流场特征分析 |
| 3.3.2 电解加工过程电场特征分析 |
| 3.3.3 抽吸压力对流场分布的影响 |
| 3.4 抽吸电极与普通管电极加工仿真结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 抽吸电极电解加工仿真的实验验证分析 |
| 4.1 供给流量对加工精度的影响 |
| 4.1.1 供给流量对电解液流场的影响 |
| 4.1.2 供给流量对实际加工形貌的影响 |
| 4.2 抽吸压力对加工精度的影响 |
| 4.3 抽吸电极与普通管电极加工实验结果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 抽吸电极电解加工深小孔工艺研究 |
| 5.1 深小孔加工仿真模拟结果分析 |
| 5.1.1 流场特征分析 |
| 5.1.2 电场特征分析 |
| 5.2 深小孔加工实验结果分析 |
| 5.2.1 绝缘漆绝缘层深孔加工 |
| 5.2.2 套管绝缘层深孔加工 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）轴向超声振动辅助电解磨削SLM Hastelloy X合金技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 SLM技术与研究现状 |
| 1.2.1 SLM技术概述 |
| 1.2.2 SLM技术研究现状 |
| 1.3 管电极电解技术研究现状 |
| 1.4 电解磨削(ECG)技术研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 超声辅助电解磨削技术研究现状 |
| 1.6 课题来源与本文的主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 本文的主要研究内容 |
| 第2章 轴向超声振动辅助电解磨削复合加工机理及加工试验平台 |
| 2.1 电化学加工技术 |
| 2.1.1 电化学加工技术概述 |
| 2.1.2 管电极电解加工技术 |
| 2.1.3 轴向超声振动辅助电解磨削加工技术 |
| 2.2 电解加工理论基础 |
| 2.2.1 法拉第定律 |
| 2.2.2 电流效率 |
| 2.2.3 电极电位与电极极化 |
| 2.2.4 电极反应 |
| 2.2.5 轴向超声振动辅助电解磨削加工数学模型 |
| 2.3 加工试验平台 |
| 2.3.1 超声振动辅助电解磨削系统 |
| 2.3.2 电解磨削机床 |
| 2.3.3 电解液循环系统 |
| 2.3.4 电源与超声波电主轴系统 |
| 2.3.5 工具阴极制作 |
| 2.3.6 测量设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SLM成型试验及性能分析 |
| 3.1 SLM成型试验 |
| 3.1.1 SLM技术介绍 |
| 3.1.2 实验材料 |
| 3.1.3 SLM成型设备 |
| 3.1.4 SLM试验方案 |
| 3.2 性能分析及SLM参数优化 |
| 3.2.1 成形表面质量分析 |
| 3.2.2 致密度分析 |
| 3.2.3 维氏硬度分析 |
| 3.3 力学拉伸试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SLM Hastelloy X合金电化学极化特性研究 |
| 4.1 阳极极化曲线测量系统和设备 |
| 4.1.1 三电极系统 |
| 4.1.2 电化学测试平台 |
| 4.2 SLM Hastelloy X合金电化学极化特性研究 |
| 4.2.1 开路电位分析 |
| 4.2.2 电解液对SLM Hastelloy X合金极化曲线的影响 |
| 4.3 钝化与电流效率试验 |
| 4.3.1 电流效率测试平台 |
| 4.3.2 试验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轴向超声振动辅助电解磨削加工试验 |
| 5.1 轴向超声振动辅助管电极电解预孔试验 |
| 5.1.1 试验条件 |
| 5.1.2 管电极电解预孔试验 |
| 5.2 锻造GH3536轴向超声辅助电解磨削扩孔试验 |
| 5.2.1 脉冲电压对内孔加工质量的影响 |
| 5.2.2 进给速度对内孔加工质量的影响 |
| 5.2.3 超声振幅对内孔加工质量的影响 |
| 5.2.4 典型加工结果 |
| 5.3 SLM Hastelloy X轴向超声辅助电解磨削扩孔试验 |
| 5.3.1 电化学作用与磨削作用的配合对孔径的影响 |
| 5.3.2 机床试验参数对小孔内壁表面粗糙度的影响 |
| 5.3.3 深径比为2的SLM Hastelloy X合金孔加工 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）SLM高温合金件超声-电解磨削加工小孔技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景、研究意义和课题来源 |
| 1.1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.1.2 课题来源 |
| 1.2 电解磨削国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 电解磨削加工国外研究现状 |
| 1.2.2 电解磨削加工国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究简析 |
| 1.3 研究内容与论文结构 |
| 第2章 镍基高温合金件SLM打印及其特性分析 |
| 2.1 镍基高温合金SLM打印工艺优化 |
| 2.1.1 SLM试验材料 |
| 2.1.2 SLM打印方案 |
| 2.1.3 相对密度试验 |
| 2.1.4 维氏硬度试验 |
| 2.1.5 相对密度与硬度综合分析 |
| 2.2 SLM高温合金件热处理及力学性能测试 |
| 2.2.1 SLM高温合金件热处理 |
| 2.2.2 热处理-室温单向拉伸正交试验 |
| 2.3 SLM高温合金电化学特性分析 |
| 2.3.1 实验仪器以及样品制备 |
| 2.3.2 线性电势扫描伏安测试 |
| 2.3.3 交流阻抗谱测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超声辅助电解磨削加工原理及试验平台 |
| 3.1 超声辅助电解磨削加工原理 |
| 3.1.1 理论加工原理 |
| 3.1.2 加工控制数学模型建立 |
| 3.2 超声辅助电解磨削加工平台 |
| 3.2.1 超声辅助电解磨削机床 |
| 3.2.2 监测及检测系统 |
| 3.2.3 管电极夹具设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 超声辅助电解磨削小孔加工数值模拟 |
| 4.1 有限元分析简介 |
| 4.2 超声辅助电解磨削小孔加工电场数值模拟 |
| 4.2.1 脉冲电压下小孔电解加工的电场模拟 |
| 4.2.2 等效恒压法验证 |
| 4.2.3 扩孔加工电场模拟 |
| 4.3 超声辅助电解磨削小孔加工流场数值模拟 |
| 4.3.1 超声空化简介 |
| 4.3.2 超声空化下扩孔加工流场模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SLM高温合金件高效加工小孔试验 |
| 5.1 管电极内喷液电解加工预孔试验 |
| 5.1.1 管电极侧壁绝缘 |
| 5.1.2 预孔加工试验 |
| 5.2 超声辅助电解磨削扩孔试验及工具电极制备 |
| 5.2.1 半球形金刚石磨头工具的制备 |
| 5.2.2 超声辅助电解磨削扩孔试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）多点柔性支撑管电极电火花深小孔加工技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.2.1 课题研究的目的 |
| 1.2.2 课题研究的意义 |
| 1.3 深小孔加工技术 |
| 1.3.1 传统钻削加工 |
| 1.3.2 电火花加工 |
| 1.3.3 电解加工 |
| 1.3.4 激光加工 |
| 1.4 国内外管电极电火花深小孔加工技术研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 管电极电火花加工存在的局限性 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 2 侧壁开阵列孔管电极电火花深小孔加工基础理论 |
| 2.1 管电极电火花深小孔加工基础理论 |
| 2.1.1 电火花加工基本原理 |
| 2.1.2 电火花加工的特点 |
| 2.2 多点柔性支撑管电极电火花深小孔加工基础理论 |
| 2.2.1 工具电极的设计要求 |
| 2.2.2 多点柔性支撑分析 |
| 2.3 管电极振动幅值仿真分析 |
| 2.3.1 几何建模 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.3.3 仿真参数 |
| 2.3.4 选择分析类型 |
| 2.3.5 定义载荷约束 |
| 2.3.6 仿真结果对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 侧壁开阵列孔管电极电火花深小孔加工仿真分析 |
| 3.1 流场仿真 |
| 3.1.1 管电极内部流场与加工间隙流场数学模型 |
| 3.1.2 几何建模以及网格划分 |
| 3.1.3 参数设置 |
| 3.2 管电极内部流场和加工间隙流场对比分析 |
| 3.2.1 管电极内部流场和加工间隙流场对比分析 |
| 3.2.2 管电极侧面加工间隙速度云图对比分析 |
| 3.2.3 电蚀产物在极间间隙流场内分布情况的对比分析 |
| 3.3 侧壁开阵列孔管电极进口压力变化对极间间隙内流场的影响 |
| 3.3.1 端面加工间隙内流场运动速度 |
| 3.3.2 侧面加工间隙内流场运动速度 |
| 3.3.3 进口压力变化对侧壁开阵列孔电极振动幅值的影响 |
| 3.3.4 加工深度变化对电极振动幅值的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 侧壁开阵列孔管电极电火花深小孔加工试验研究 |
| 4.1 电火花加工深小孔中侧壁开阵列孔管电极的设计与试验 |
| 4.1.1 工具电极结构的设计 |
| 4.1.2 管电极夹具装置 |
| 4.1.3 试验过程 |
| 4.1.4 试验结果 |
| 4.2 侧壁开孔阵列管电极电火花深小孔加工试验 |
| 4.2.1 电火花加工实验装置 |
| 4.2.2 电火花加工系统装用途及使用范围 |
| 4.2.3 试验参数 |
| 4.2.4 加工参数 |
| 4.2.5 电火花加工系统操作过程 |
| 4.2.6 试验材料 |
| 4.2.7 试验过程 |
| 4.2.8 不同管电极深小孔加工的比较 |
| 4.2.9 进口压力对侧壁开阵列孔管电极深小孔加工的影响 |
| 4.3 检测设备 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（6）电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 气膜冷却孔原理及电火花加工工艺 |
| 1.1.2 气膜冷却孔几何特征检测指标 |
| 1.1.3 气膜冷却孔几何特征检测难点及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气膜孔孔径检测研究现状 |
| 1.2.2 气膜孔位置度、轴线方向检测研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文研究目标及内容 |
| 第二章 检测平台线激光传感器标定算法研究 |
| 2.1 检测平台相关背景 |
| 2.1.1 检测平台硬件组成 |
| 2.1.2 检测平台测量原理 |
| 2.1.3 检测平台标定背景 |
| 2.2 基于运动学建模及平面几何约束的传感器标定算法 |
| 2.2.1 标定算法整体技术路线 |
| 2.2.2 标定算法运动学建模 |
| 2.2.3 标定算法平面几何约束 |
| 2.3 标定实验步骤及精度验证 |
| 2.3.1 标定实验步骤 |
| 2.3.2 标定精度验证及误差分析 |
| 2.4 标定自动化程序开发 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 检测平台扫描路径规划研究 |
| 3.1 扫描轨迹规划角度分析 |
| 3.1.1 扫描轨迹基本定义 |
| 3.1.2 准确性 |
| 3.1.3 高效性 |
| 3.1.4 安全性 |
| 3.2 初始检测轨迹规划 |
| 3.2.1 截面型线构造 |
| 3.2.2 工件检测点集确定 |
| 3.2.3 测头轨迹点集确定及G代码变换推导 |
| 3.3 硬件碰撞和光束干涉检测算法研究 |
| 3.3.1 硬件碰撞检测算法研究 |
| 3.3.2 光束干涉检测算法研究 |
| 3.4 硬件碰撞和光束干涉规避算法研究 |
| 3.4.1 硬件碰撞规避算法研究 |
| 3.4.2 光束干涉规避算法研究 |
| 3.5 规划轨迹VERICUT实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 检测平台气膜孔激光点云数据处理算法研究 |
| 4.1 气膜孔目标点云分割算法研究 |
| 4.1.1 目标点云分割算法研究现状 |
| 4.1.2 基于扫描线拟合残差的目标点云分割算法技术思路 |
| 4.1.3 目标点云分割算法步骤 |
| 4.2 基于点云数据的气膜孔轴线方向提取算法研究 |
| 4.2.1 基于改进高斯映射变换的轴线方向提取算法 |
| 4.2.2 基于提取效果评价函数的法矢量求解精度提升算法 |
| 4.2.3 基于误差敏感方向的高斯映射变换补全算法 |
| 4.2.4 RANSAC随机抽样一致性平面拟合算法 |
| 4.3 基于点云数据的气膜孔孔径大小提取算法研究 |
| 4.3.1 基于轴向投影的气膜孔孔径提取算法技术思路 |
| 4.3.2 点云数据轴向投影变换推导 |
| 4.3.3 基于误差概率统计的变力度迭代滤波算法 |
| 4.4 基于点云数据的气膜孔空间位置提取算法研究 |
| 4.4.1 基于轴线位置与曲面拟合的气膜孔空间位置提取算法技术思路 |
| 4.4.2 气膜孔轴线空间位置确定 |
| 4.4.3 涡轮叶片二次曲面拟合 |
| 4.5 气膜孔点云数据特征参数提取算法实验验证 |
| 4.5.1 原理可行性验证 |
| 4.5.2 实际操作性验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 电火花加工气膜孔几何特征检测实验 |
| 5.1 涡轮叶片气膜孔电火花加工 |
| 5.1.1 气膜孔电火花加工机床及相关参数设置 |
| 5.1.2 气膜孔电火花加工工艺过程 |
| 5.2 检测平台实验验证 |
| 5.2.1 静态检测实验 |
| 5.2.2 半动态检测实验 |
| 5.2.3 全动态检测实验 |
| 5.2.4 点云处理算法精度对比实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（7）基于超声检测图像处理的深小孔轴线直线度误差分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 深孔加工技术的概述 |
| 1.2.1 深孔加工技术的特点 |
| 1.2.2 深孔加工技术存在的难点 |
| 1.3 深孔轴线直线度检测技术的研究现状 |
| 1.3.1 深小孔轴线直线度的检测方法 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 国外研究现状 |
| 1.4 课题的来源、主要内容及意义 |
| 1.4.1 课题的来源 |
| 1.4.2 课题研究的主要内容 |
| 1.4.3 课题研究的意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 深小孔轴线直线度误差的评定 |
| 2.1 深小孔轴线与孔径的形态 |
| 2.2 深小孔轴线直线度误差的评定方法 |
| 2.2.1 两端点连线法 |
| 2.2.2 最小二乘法 |
| 2.2.3 最小包容圆柱法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 样件的加工与检测平台的搭建 |
| 3.1 深小孔样件的加工 |
| 3.1.1 高速电火花加工机床简介 |
| 3.1.2 加工材料的选取 |
| 3.1.3 电加工参数的选取 |
| 3.2 超声波检测装置的选型 |
| 3.2.1 超声脉冲发生接收器的选型 |
| 3.2.2 示波器型号的选择 |
| 3.2.3 传感器探头的选择 |
| 3.2.4 耦合剂的选择 |
| 3.3 检测平台的搭建 |
| 3.3.1 超声检测原理图 |
| 3.3.2 超声检测平台的搭建 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深小孔样件的超声检测与数据处理 |
| 4.1 深小孔样件的超声检测 |
| 4.1.1 深小孔样件的测量方案 |
| 4.1.2 测量点的标定 |
| 4.1.3 深小孔样件的检测 |
| 4.2 检测数据的处理 |
| 4.2.1 测厚时间的提取 |
| 4.2.2 检测点坐标的计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 轴线直线度误差的求解与GUI可视化设计 |
| 5.1 求解工具的介绍 |
| 5.1.1 MATLAB软件的简介 |
| 5.1.2 相关工具箱的简介 |
| 5.2 深小孔轴线直线度误差的求解 |
| 5.2.1 数据的插值处理 |
| 5.2.2 截面圆与深小孔轴线的拟合 |
| 5.2.3 轴线直线度误差的计算 |
| 5.3 GUI可视化界面设计与误差分析 |
| 5.3.1 GUI可视化界面设计 |
| 5.3.2 GUI可视化运行结果 |
| 5.3.3 误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录 |
| 附录一 检测数据的预处理类、插值与拟合的代码 |
| 附录二 两端点连线法的代码 |
| 附录三 最小二乘法的代码 |
| 附录四 最小包容圆柱法的代码 |
| 附录五 GUI可视化代码 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（8）超声振动辅助电解磨削GH3536技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与材料性能 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 GH3536材料性能 |
| 1.2 管电极电解加工技术研究现状 |
| 1.3 电解磨削加工技术的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 超声振动辅助电解磨削加工技术的研究现状 |
| 1.5 课题来源、研究目的及主要内容 |
| 1.5.1 课题来源及研究目的 |
| 1.5.2 本文主要研究内容 |
| 第二章 超声振动电解磨削复合加工理论基础及平台搭建 |
| 2.1 超声振动辅助电解磨削理论基础 |
| 2.1.1 管电极电解加工原理及特点 |
| 2.1.2 超声振动辅助电解磨削加工原理 |
| 2.1.3 超声辅助电解加工GH3536的化学反应 |
| 2.1.4 超声辅助电解磨削加工的特点及应用范围 |
| 2.1.5 影响超声振动辅助电解磨削加工的因素 |
| 2.2 GH3536合金电化学溶解机理研究 |
| 2.2.1 法拉第电解定律 |
| 2.2.2 金属的钝化与钝化膜 |
| 2.2.3 GH3536的电化学溶解特性 |
| 2.2.4 电流效率 |
| 2.3 超声振动辅助电解磨削试验平台搭建 |
| 2.3.1 超声电解磨削加工系统 |
| 2.3.2 试验加工机床本体 |
| 2.3.3 脉冲电源与超声装置 |
| 2.3.4 电解液循环与过滤装置 |
| 2.3.5 测量设备 |
| 2.4 超声振动变幅杆的稳定性分析 |
| 2.4.1 模态分析 |
| 2.4.2 谐响应分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超声振动辅助电解磨削电场仿真 |
| 3.1 仿真方法分析 |
| 3.1.1 COMSOL Multiphysics软件介绍 |
| 3.1.2 动网格技术 |
| 3.1.3 仿真分析步骤 |
| 3.2 超声振动电解磨削加工数学模型的建立 |
| 3.3 超声辅助管电极电解加工预孔电场仿真 |
| 3.4 超声辅助电解磨削扩孔电场仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超声振动辅助电解磨削加工小孔试验研究 |
| 4.1 试验安排 |
| 4.1.1 检测指标 |
| 4.1.2 夹具设计 |
| 4.1.3 电极绝缘 |
| 4.2 超声辅助管电极电解加工预孔试验研究 |
| 4.3 超声振动辅助电解磨削扩孔试验研究 |
| 4.3.1 脉冲电压对小孔加工的影响 |
| 4.3.2 磨头转速对小孔加工的影响 |
| 4.3.3 进给速度对小孔加工的影响 |
| 4.3.4 超声振动对小孔加工的影响 |
| 4.4 超声辅助电解磨削正交试验分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）小孔高速电火花加工的穿透检测与自适应控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 小孔电火花加工的机理与工艺的研究现状 |
| 1.2.2 电火花加工极间现象的观测研究现状 |
| 1.2.3 电火花加工间隙建模与仿真研究现状 |
| 1.2.4 小孔高速电火花加工的穿透检测研究现状 |
| 1.2.5 电火花加工的过程控制研究现状 |
| 1.2.6 电火花加工的放电状态检测研究现状 |
| 1.2.7 当前研究存在的问题 |
| 1.3 课题来源与研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 小孔高速电火花加工的极间物理现象观测与分析 |
| 2.1 观测实验装置 |
| 2.2 接触阶段的特征 |
| 2.2.1 现象观测 |
| 2.2.2 特征现象分析 |
| 2.3 中间阶段与贯穿阶段的特征 |
| 2.3.1 穿透之前的极间现象 |
| 2.3.2 穿透发生时及之后的极间现象 |
| 2.3.3 特征现象分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 小孔高速电火花加工现象的建模与仿真分析 |
| 3.1 电极振动现象的建模与分析 |
| 3.1.1 基于流固耦合理论的接触阶段电极振动模型与仿真分析 |
| 3.1.2 中间阶段和贯穿阶段电极振动的有限元流固耦合模型与仿真分析 |
| 3.2 穿透发生前后的排屑过程建模与仿真 |
| 3.2.1 穿透发生前的流场与加工屑运动的建模与仿真 |
| 3.2.2 穿透发生后的几何模型 |
| 3.2.3 穿透发生后的流场与加工屑运动分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 小孔高速电火花加工的穿透检测 |
| 4.1 实验装置与放电信号处理 |
| 4.2 基于加工状态图分类的穿透检测方法 |
| 4.2.1 加工状态图分类法 |
| 4.2.2 加工状态图的构建 |
| 4.2.3 基于机器学习算法的加工状态图在线分类 |
| 4.2.4 验证实验 |
| 4.3 基于极间放电状态分析的贯穿判定方法 |
| 4.3.1 放电状态分析与方法的提出 |
| 4.3.2 验证实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 小孔高速电火花加工的分段自适应控制 |
| 5.1 接触阶段的控制策略 |
| 5.1.1 稳定高效的控制策略 |
| 5.1.2 加工实验与讨论 |
| 5.2 中间阶段的自适应控制 |
| 5.2.1 多输入多输出自适应控制器设计 |
| 5.2.2 仿真实验与加工实验 |
| 5.3 贯穿阶段的控制策略 |
| 5.3.1 控制策略讨论 |
| 5.3.2 全因子实验设计与结果分析 |
| 5.4 分段自适应控制的实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 综合加工实验 |
| 6.1 实验装置与条件 |
| 6.2 实验结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文的工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 多变量广义最小方差控制律的推导 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（10）微晶云母陶瓷深小孔超声磨削表面及亚表面形成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源和研究的目的及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 超声辅助磨削加工的研究现状 |
| 1.2.2 表面粗糙度的研究现状 |
| 1.2.3 亚表面裂纹的研究现状 |
| 1.2.4 国内外文献综述 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 微晶云母陶瓷深小孔超声辅助磨削加工原理的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微晶云母陶瓷深小孔磨削加工中磨粒的运动学分析 |
| 2.2.1 砂轮侧面磨粒运动学分析 |
| 2.2.2 砂轮底面磨粒运动学分析 |
| 2.3 微晶云母陶瓷材料去除机理的分析 |
| 2.3.1 材料去除机理的理论分析 |
| 2.3.2 微晶云母陶瓷恒切深刻划实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超声辅助磨削微晶云母陶瓷深小孔表面粗糙度的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 深小孔表面粗糙度的数值模拟仿真 |
| 3.2.1 砂轮表面形貌仿真 |
| 3.2.2 深小孔表面三维形貌生成算法 |
| 3.2.3 深小孔表面粗糙度值求解算法 |
| 3.2.4 深小孔表面粗糙度数值仿真模型的仿真结果 |
| 3.3 深小孔表面粗糙度数值仿真模型的实验验证 |
| 3.4 加工参数对表面粗糙度的影响规律 |
| 3.4.1 主轴转速对表面粗糙度的影响规律 |
| 3.4.2 主轴轴向进给速度对表面粗糙度的影响规律 |
| 3.4.3 超声振动幅值对表面粗糙度的影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 超声辅助磨削微晶云母陶瓷深小孔亚表面裂纹的仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 亚表面裂纹评价标准的建立 |
| 4.2.1 亚表面裂纹的产生机制和分布特征 |
| 4.2.2 亚表面裂纹的检测方法 |
| 4.2.3 亚表面裂纹的评价标准 |
| 4.3 深小孔亚表面裂纹的数值模拟仿真 |
| 4.3.1 亚表面裂纹的生成算法 |
| 4.3.2 评价指标的求解算法 |
| 4.3.3 小孔亚表面裂纹数值仿真模型的仿真结果 |
| 4.4 加工参数对亚表面裂纹的影响规律 |
| 4.4.1 主轴转速对亚表面裂纹的影响规律 |
| 4.4.2 主轴轴向进给速度对亚表面裂纹的影响规律 |
| 4.4.3 超声振动幅值对亚表面裂纹的影响规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、小孔加工技术发展现状（论文参考文献）
- [1]中空循环电极电解加工小孔及其在残余应力测量中的应用[D]. 裴钧民. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]GH4169高温合金抽吸电极电解加工微小孔工艺研究[D]. 孙国荣. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]轴向超声振动辅助电解磨削SLM Hastelloy X合金技术研究[D]. 霍金星. 山东大学, 2021(12)
- [4]SLM高温合金件超声-电解磨削加工小孔技术研究[D]. 朱相明. 山东大学, 2021
- [5]多点柔性支撑管电极电火花深小孔加工技术研究[D]. 丁亮亮. 安徽理工大学, 2020(07)
- [6]电火花加工涡轮叶片气膜冷却孔几何特征检测技术研究[D]. 闫晓燊. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]基于超声检测图像处理的深小孔轴线直线度误差分析[D]. 史先春. 安徽理工大学, 2020(04)
- [8]超声振动辅助电解磨削GH3536技术研究[D]. 孟翔宇. 山东大学, 2020(10)
- [9]小孔高速电火花加工的穿透检测与自适应控制[D]. 夏蔚文. 上海交通大学, 2020
- [10]微晶云母陶瓷深小孔超声磨削表面及亚表面形成研究[D]. 郎晨阳. 哈尔滨工业大学, 2020(01)