基于項目學習的畢業設計項目總結報告題目噴射電解射流去除激光加工表面熱影響區的試驗研究院（系）機電工程學院專業飛行器制造工程學生學號班號指導教師填報日期2014年06月15日哈爾濱工業大學機電工程學院2014年06月說明一、項目總結報告要逐項認真填寫，填寫內容必須實事求是，表達明確嚴謹。空缺處要填“無”。二、“起止時間”填寫畢業設計項目進行時間。三、“項目取得成果目錄”按照說明填寫列表，填寫時刪掉“成果說明”，填寫的成果必須提交紙質和電子存檔。四、格式要求表格中的字體為小四號宋體，12倍行距。五、材料規格用A4紙打印，左側裝訂，統一交所在院（系）保存，以備檢查。六、報告的電子版請通過機電學院本科畢業設計管理系統上傳，由指導教師在線評閱。七、此說明頁不得刪除。一、基本信息項目名稱噴射電解射流去除激光加工表面熱影響區的試驗研究項目性質工程設計、科學實驗、軟件開發、理論研究、綜合項目來源863計劃項目信息起止時間2013年12月9日2014年6月16日姓名丁燁電MAILDY1992HITGMAILCOM項目完成人院系機電工程學院專業飛行器制造工程班級1008301姓名職稱單位電話EMAIL楊立軍副教授機電工程學LJTJHITEDUCN指導教師聲明本項目是本人在指導教師的指導下獨立完成，提交的材料全部屬實，遵守學術道德規范，沒有知識產權方面的爭議，利用文獻均標注出處。項目完成人簽字丁燁項目研究摘要（限200字）激光加工技術目前已在工程技術領域廣泛應用。由于常規激光加工利用的是熱效應，因此不可避免的在加工表面形成熱影響區和微裂紋。本項目針對金屬材料激光加工后表面的熱影響區和微裂紋，采用噴射電解射流再加工的新方法。在使用現有噴射電解射流裝置和電解脈沖電源的基礎上，通過實驗的方法獲得電解射流加工對激光加工后表面存在的熱影響區和微裂紋的去除規律，并且根據試驗結果反饋設計并改進現有噴射裝置和脈沖電源。二、項目執行情況1項目研究工作總結（8001200字）11項目研究計劃的執行情況課題主要研究內容包括（1）噴射電解射流裝置的研制研制涵蓋射流發射壓力系統、射流噴嘴系統在內的噴射電解射流裝置。（2）噴射電解脈沖電源研制針對激光加工后表面噴射電解射流加工研制噴射電解電源。（3）噴射電解射流去除激光加工表面熱影響區的實驗研究獲得噴射電解射流壓力、流速、電解電壓、電解電流等參數對熱影響區的去除規律。項目初期的研究計劃為201312201401查找資料，準備開題，進行噴射電解射流裝置設計；201301201403進行噴射電解射流脈沖電源的研制；201404201405進行噴射電解射流去除激光加工表面熱影響區的試驗；201405201406總結及補充試驗，撰寫論文準備答辯。至此項目計劃的完成情況項目執行過程中內容有所調整，先進行試驗，再進行脈沖電源的設計。但所有試驗以及主要設計工作已經基本完成。12項目完成情況（與預期計劃和目標比較，說明完成情況和存在的問題等）開題階段，主要收集了國內外和本課題有關的一些資料，對整個課題有了較為明確的認知。之后在2月份，在楊老師的指導下進行了噴射電解射流裝置的設計，其中包括噴嘴系統的內部結構、工裝夾具、工作臺和整體結構的設計以及滾珠絲杠的選擇。基本能實現大平板工件在一定角度下進行電解射流加工此外，由于實驗室現有壓力系統能滿足試驗需要，所以不需要研制新的壓力系統。之后和楊老師進行討論后，決定先利用現有噴射裝置、壓力系統和脈沖電源進行試驗，3月初，根據相關資料先進行了試探性試驗，確認了后續試驗的工藝方案；之后在查閱相關資料的基礎上進行單因素試驗，由于開始設計的加工不夠完美，并且中間存在廢件，故單因素試驗的周期較長。單因素試驗完成之后，分析試驗結果并調整了部分試驗參數和試驗條件，繼而進行了正交試驗。兩者的試驗結果都是利用掃描電子顯微鏡進行觀測。由于掃描電子顯微鏡的排隊時間較長，并且SISTEM噴霧系統出現了一點故障，所以導致試驗到4月下旬才基本結束。5月初，分析了試驗結果，確定了脈沖電源的參數設置和具體要求。在審視了剩余時間以及個人實力和設計難度后，決定針對脈沖電源僅進行整體設計，即進行模塊化設計，主要闡述各個模塊的具體功能和工作流程，電子電工器件的選擇以及電路的搭建有待于后續進行。5月下旬到6月初，在和楊老師進行討論了之后，決定改變試驗方法和試驗參數，進行補充試驗，獲得了一些試驗經驗。雖沒達到理想效果，但是為以后試驗提供了新思路。之后撰寫畢業論文和總結報告，整理設計資料和試驗資料，準備畢業答辯。2項目的創新與特色（包括所采用的創新方法、手段，項目的研究意義和應用價值等）（600字以內）1根據現有試驗條件，采取“離線”加工的方式，將激光加工與電解射流加工分開進行，這樣兩者的加工質量都能得到保證，可以獲得合理的試驗參數。2改變以往在工件中心打孔的方式，采取先打磨工件邊緣繼而在邊緣打孔，這樣既方便觀察電解加工的對正情況，也方便后續試驗結果的觀察檢測。試驗結果表明，這種試驗方法合理有效，電解加工與激光加工的邊緣孔對正情況良好。3嘗試了沖刷電解的方式，即利用激光切一條邊，繼而用電解液來回沖刷電解。經過試驗結果檢測，雖然對熱影響區的去除效果不佳，但是主要原因在于試驗參數設置。因此為后續的試驗提供了可行的試驗方案，也為脈沖電源的設計提供了參數可調范圍。（4）由于常規激光加工利用的是熱效應，因此不可避免的在加工表面形成熱影響區和微裂紋。目前許多精密部件如發動機熱端部件的冷卻結構，一般采用葉片氣膜孔，其孔徑一般為0208MM，空間角度復雜，要求具有較高的表面質量和較小的表面再鑄層，每片葉片有數十至數百個這樣的氣膜孔。通過進行本項目，可以獲得一些試驗對熱影響區和微裂紋的去除規律，并且通過獲得了小孔電解加工的合理參數。基于本次實驗獲得的參數，結合噴射裝置的設計和脈沖電源的整體設計，在后續到來的飛秒激光器平臺上進一步的試驗研究，最終試驗結果可以運用到提高精密部件激光加工表面的加工質量上。3項目存檔目錄（包括畢業設計論文、立項報告、進展報告、總結報告、翻譯、視頻、圖片、圖紙、軟件等）序號名稱數量規格備注01畢業設計論文1份44頁02立項報告1份12頁03進展報告1份21頁04總結報告1份7頁05翻譯1份15頁06試驗報告1份15頁07設計說明書1份10頁08視頻9個包括設計演示和加工過程09圖片61張10軟件1個SOLIDWORKS三維設計圖4項目實施過程中的收獲與體會（項目實施過程中，進行學習的理論知識、實驗技能、科研方法等；在工程實踐、科研素養、創新意識、創造能力方面的提高）（8001200字）在項目進行的初期，我查閱了關于SOLIDWORKS軟件的資料，并且學習了機床結構、流體力學和密封的相關知識。之后進行噴射電解射流裝置的初步設計，設計過程中逐漸能夠熟練運用該軟件。在對結構不斷的改進過程中，對零部件的布置和機床結構優化有了一定了解。最終完成了能滿足試驗要求的噴射裝置設計以及整體機床的搭建設計完成之后即進行試驗的準備工作，先進行試探性試驗，大概確定試驗的工藝流程，并熟悉使用LUMINICS公司的脈沖激光器和SISTEM噴霧系統，并根據掃描電鏡檢測結果初步設定單因素試驗的試驗參數。通過單因素試驗發現了一些問題。經過分析考慮決定改變工藝流程和試驗方法，有了之前的鋪墊，正交試驗進行的很順利。正交試驗完成之后再利用掃描電鏡觀察結果，并利用正交試驗軟件分析，獲得了各參數對熱影響區和微裂紋的去除規律，并獲得了最佳試驗參數。之后采用全新的沖刷電解的試驗方式，雖然試驗結果不理想，但是也為后續試驗提供了合理的思路分析試驗過程和試驗過程，對噴射裝置的設計和脈沖電源的設計提供了一些參照。通過進行試驗，學會了使用試驗儀器和利用掃描電鏡采樣，也明白了合理設計試驗流程對提高試驗效率的重要性。并且會利用現有條件，提出創新試驗方案，繼而獲得最佳試驗結果，在工程實踐能力和創新意識上有了很大提高。查閱一些資料后發現，脈沖電源的設計是一個較為繁瑣的過程，而僅剩下一個月的時間，在和楊老師討論之后，決定先學習脈沖電源的相關知識，進行初步的整體設計。在查閱了大量資料后，先采用模塊化設計，將整個脈沖電源分為幾個模塊，主要闡述了各個模塊的功能和工作流程。至于電子電工器件的選擇和電路的搭建，有待于以后繼續進行。在熟悉并整體設計脈沖電源的過程中，對單片機和CPLD的功能以及電路的整體結構有了較為明確的認知，了解了電子技術對于機械的重要性。至此，項目基本完成，通過該項目課題，學習了很多的相關理論知識，包括SOLIDWORKS軟件、機床的結構等，并且實際操作激光器、噴霧系統以及掃描電鏡，對工程實踐能力有很大的提高。體會了創新科研的艱難性，對自身的科研素養有很大的磨練。在實驗的過程中，能更清晰的感覺到自己所學知識付諸于實踐。在設計電源的過程中