《微細倒錐噴孔精密成形與光整電解加工工藝》是依託清華大學，由李勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微細倒錐噴孔精密成形與光整電解加工工藝
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李勇
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
面向高端發動機燃油噴射用倒錐形微細噴孔加工，提出採用側壁絕緣電極中空沖液，高頻脈衝電流，以及線上實時調節控制加工電參數和電極伺服進給速度的微細電解加工方法，實現變截面、高深寬比微細倒錐形噴孔的精密加工。主要研究內容包括微細電解加工的抑氣促溶機理研究，變截面微細孔高精度成形電解加工仿真，微細倒錐孔電解加工蝕除模型的建立，加工間隙檢測與高精度定域加工控制，以及噴油嘴微細倒錐噴孔加工工藝研究。從界面電化學行為揭示微細電解加工機理，開發高精度成形電解加工仿真系統，並建立側壁絕緣電極中空沖液條件下的倒錐孔加工蝕除模型，形成微細噴孔電解加工的基本工藝。有望集精密成形和表面光整加工於一體，替代高端柴油發動機微細噴孔的電火花加工和磨粒流加工的組合工藝，並延伸套用於各種精密微細噴孔的加工。特別對提升燃油噴孔的製造水平，減少機動車廢氣污染具有重要作用。
結題摘要
面向高端柴油發動機燃油噴射用倒錐形微細噴孔加工，提出採用側壁絕緣電極中空沖液，高頻脈衝電流，以及線上實時調節控制加工電參數和電極伺服進給速度的微細電解加工工藝路線。首先，在分析工件表面鈍化膜增厚過程的基礎上，研究了基於界面加酸的抑氣促溶微細電解加工機理，通過具有脈間輸出功能的三電極高頻-超短脈衝電源的研製和套用有效提高了加工效率和工件表面質量，達到了抑制氧氣產生和促進被加工金屬材料選擇性溶解的效果。其次，分析並仿真了工具/溶液界面處雙電層電容值與加工間隙的關係，提出了基於雙電層電容的微細電解加工間隙檢測方法。綜合考慮電場、流場、電化學微觀作用等多種影響因素，建立了微細倒錐孔電解加工成形理論。利用fluent軟體仿真了微細倒錐孔的成形過程。再次，通過實驗研究最佳化得到了針對被加工材料18CrNi8的最優電解液為1.0mol/ L NaClO3+0.01mol/L葡萄糖酸鈉，最佳化了不同加工深度下電解液中空沖液壓力，確定了實現高深寬比微細孔穩定加工的基本條件；利用正交試驗法建立了微細孔直徑與加工電壓、脈衝寬度、進給速度等參數間的倒錐孔電解材料蝕除模型，確定了具體的加工參數。最後，在設計的倒錐孔電解加工實驗系統和製備得到的側壁絕緣微細中空電極的基礎上，在厚度為1.0mm的18CrNi8工件上加工得到了入口直徑為152.6μm，錐度為1.02°，圓角直徑為50μm的微細倒錐孔。微細孔側壁的表面粗糙度Ra約為440nm，滿足了歐4標準的柴油發動機噴油孔的加工要求，驗證了微細倒錐孔電解加工工藝的可行性和有效性。
