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螺旋锥齿轮所具有的良好使用性能使其得到了日益广泛的应用,并已成为汽车制造业中的关键基础件之一;但与此同时,螺旋锥齿轮齿面的加工质量对其使用性能的影响也日益突出。大量的研究与实践证实,利用光整加工方法在稳定或提高零件加工精度的同时,通过改善零件的表面质量也可有效提高零件的使用性能。因此,对螺旋锥齿轮的齿面实施光整加工无疑会提高螺旋锥齿轮的使用性能。作为一种先进的、非传统的、非接触式的光整加工方法,电化学光整加工方法因其具有高效、不受零件表面硬度影响以及可使零件表面获得良好的微观几何形貌等优势而得到迅速发展,并在多种机械基础件中得到应用。实践表明,电化学光整加工不仅可大幅度改善零件的表面质量,而且还可不同程度地提高零件的加王精度。因此,将电化学光整加工方法作为螺旋锥齿轮的终加工工艺方法对于提高其加工质量具有十分重要的意义。针对国产汽车驱动桥螺旋锥齿轮加工质量的现状,应长春一汽集团公司的要求,本文在分析国内外螺旋锥齿轮终加工工艺方法及其应用现状的基础上,结合国内外对电化学光整加工的研究与应用,尤其是大连理工大学光整加工课题组多年来在电化学光整加工研究及应用方面所取得的成果,提出了螺旋锥齿轮电化学光整加工工艺方法以提高螺旋锥齿轮齿面的加工质量。螺旋锥齿轮齿面几何结构的特殊性、螺旋锥齿轮齿面的加工质量现状以及电化学光整加工的机理,决定了对螺旋锥齿轮齿面实施电化学光整加工将面临诸多难点问题。这些难点问题主要是既提高加工精度,又如何大幅度降低表面粗糙度的值以及电化学光整加工工艺方法的实施。前者不仅与电化学光整加工的整平机理有关,而且还与电化学光整加工工艺方法的选择有关;后者则主要涉及到工具阴极几何结构确定、极间流场设计以及工具阴极的移动方式等技术问题。在电化学光整加工的整平机理方面,依据法拉第电解定律和对实验结果的分析,在分析电化学光整加工整平过程的同时,建立了小间隙条件下阳极表面微观几何轮廓电化学阳极溶解的数学模型,从微观几何的角度研究了电化学光整加工整平过程中工件阳极表面微观几何轮廓的变化及其影响。研究结果表明:电化学光整加工的整平是小间隙条件下的电化学阳极溶解,其特点是电化学阳极溶解速度沿工件阳极表面微观几何轮廓分布不均;电化学光整加工的整平过程是工件阳极表面微观几何轮廓的圆角化过程;工件阳极表面微观几何轮廓的圆角化不仅影响整平效果的提高,而且也使工件阳极自身表面微观几何轮廓产生记忆效应;减小极间间隙以及使工件阳极表面微观几何轮廓尖峰化可提高电化学光整加工的整平效果。在此基础上,针对螺旋锥齿轮电化学光整加工可能的工艺方法,研究了其涉及到的若干关键基础问题,主要包括工具阴极的表面质量、脉冲电流的作用、机械单元的作用以及工件阳极原始表面质量状况对整平效果的影响。研究结果表明:经电化学光整加工整平后,所获得的工件阳极表面微观几何轮廓是工件阳极自身表面微观几何轮廓、工具阴极表面微观几何轮廓以及工件阳极材质分布不均共同作用复合的结果;工具阴极与工件阳极之间相对运动的存在及其与电流脉冲特性的结合不仅有助于利用工具阴极表面高点扫描改善表面质量,而且也有利于提高工件阳极的加工精度;电化学机械复合光整加工方法中的机械单元不仅具有刮膜作用,而且还具有使工件阳极表面微观几何轮廓尖峰化的作用;依据工件阳极的原始表面质量状况,合理强化电化学机械复合光整加工中机械单元的作用可大幅度提高整平效果。在螺旋锥齿轮电化学光整加工工艺实施方面,结合螺旋锥齿轮齿面的几何结构特点,通过对比移动式工具阴极脉冲电化学光整加工工艺方法与电化学机械复合光整加工工艺方法各自所具有的优势,确定了利用移动式工具阴极脉冲电化学光整加工工艺方法对螺旋锥齿轮齿面实施光整加工;与此同时,通过对螺旋锥齿轮的构形分析,确定了移动式工具阴极的平面几何结构及其移动方式,并对与极间流场相关的极间流场建立的方式以及极间流道等问题进行了设计。实施了面向机械式螺旋锥齿轮铣齿机的螺旋锥齿轮脉冲电化学光整加工工艺方法。实验结果表明:利用旋转扫描式工具阴极脉冲电化学光整加工工艺方法不仅可使成形法加工的螺旋锥齿轮齿面之表面粗糙度达Ra0.1μm的水平,而且还使其加工精度可由DIN10级提高到DIN7级。这一实验结果表明:课题的研究是先进的,工艺方法是有效可行的。