机械加工工艺控制技术探究
机械加工工艺控制技术探究 摘要:自动化控制机型加工的整体设备主要包括电源控制系统、主轴的控制系 统,电解液循环、采集系统,还有过滤系统及电源保护装置。因此,本文对机械 加工工艺中的自动化控制技术进一步研究。关键词:机械加工;
工艺;
自动化控制技术 1自动化控制机型加工系统 机床由各个部分组成,作为一个有机整体,每个部分都发挥着重要的作用。
首先通过高压泵把水吸出,通过过滤泵过滤传到复合阴极,通过电解液系统将电 解液输送到阴极,并且也还有外喷电解液,可以更好的加工工件。因为考虑到加 工过程中会产生金属杂质,并且还有金刚砂铣削掉的钝化膜杂质,所以设计通过 高压泵将水从水槽吸出并高压喷出将产生的废料喷离工件加工表面,且水可以导 电,可以是电解液很好的导体,这样有利于工件的加工。一般选用小型的离心泵 作为电解液循环系统的泵,电解液通常酸性较高,具有一定的腐蚀性,所以我们 在选择离心泵时,要考虑耐腐蚀性和耐酸性。考虑到循环利用的问题,在主工作 台上设置排水口,将加工过程中产生的电解液、水、和金属杂质,钝化膜杂质的 组合污水排出,通过过滤系统,现将杂质过滤,然后通过过滤装置吸附金属离子, 从而得到纯净的水再次用于电解加工。在加工过程中也可能产生有毒气体,所以 视情况在机床上方添加吸气装置,同时在工作台四周安装玻璃罩和幕布,防止电 解液体灼伤人体。
2试验加工机床简介 数控电解机械复合加工机床是我们使用的机床,它是五轴五联动的机床。
主要参数如下:X、Y、Z工作行程(mm):800x1200x800;
B轴旋转(度):-110~+110°;
C轴旋转(度):360°这次铣削加工用的机床是传统的铣床加上电解加工系统,具 有加工质量稳定,加工精度较高的优点,根据实验需求,自己可以调节主轴的进 给速度。主要有这些组成部分,(1)工作箱,进行电化学加工,首先要进行定 位,夹紧等工作,其次要保证复合阴极和工件具有一定的间隙,最后将电流和电 解液根据要求输送到加工间隙。还有(2)主轴头,主轴头一般由导轨、阴极安 装版和滑枕组成。其次还有(3)床身,床身起着支撑整个机床主体的作用。电 解设备的核心部分--电源,电源的输出电流决定着机床的大小和电解液系统的规 格。并且再次期间,电化学加工的阳极反应溶解过程同样受着电压、稳压精度以及短路保护,这些都是最终影响自动化控制机型加工,加工精度、表面粗糙度、 效率、稳定性重要因素。一般最大电压在25V左右。在电解磨削加工电源供应是 电解加工中保证工件加工精度的首要条件,所以电源的选择很重要。
3电解液选择及系统设计 电解质是能一种导电的物质,通过溶剂溶解从而能够形成离子进而达到导 电的目的。自动化控制机型加工中的另一个导体是电解质溶液。像一般的电化学 加工的装置,电解液可以和工件接触从而发生电化学反应,并且利用电解液的高 速流动性带走加工过程中的热量。电化学加工中,电解液应该具有以下的物理特 性:(1)导电性能。在通电之后,加工过程中应该有较好的导电性。(2)氧化 能力。在进行加工的过程中形成钝化膜,使不加工区域不产生磨损、消耗,加工 区可以通过电压的增大而去除钝化膜,确保了工件的表面精度。(3)腐蚀能力 小。不会对车床和人体产生较大的伤害。(4)应该有较好的成型精度。电解液 在价格选择方面也应该比较适中,因为电解液可能会因为过酸而对机床造成一定 的腐蚀,所以在选择时,PH值应该选择比较中性的盐溶液,一般数值在7~9。伤 害也比较少。根据所学过及查阅资料所得的理论,所采用的则是腐蚀性不强、不 是线性钝化的电解液,例如:NaNO3、NaCl。对于NaCl电解液,腐蚀性比较大。
并且加工精度比较小,对于一些表面比较粗糙的零件,适合用这种电解液加工。
对于NaNO3是电解液。在电化学加工的时候,会产生一层薄薄的钝化膜,钝化膜 的产生,会影响电解液的电解率。但是可以提高加大电压,从而加大电流密度, 可以使钝化膜破裂。NaClO3也是一种比较钝性的电解液,但是由于其成本比较 昂贵,虽然能够保证加工精度,但是价格相对比较高。所以结合上述观点,在实 际的加工过程中,一般选择NaNO3溶液,选择浓度是18%,既可以保证效率,也 能控制一定的成本,所以在这次试验中我们采用NaNO3溶液作为电解液。
4复合阴极的设计 此次试验选择前端镀有金刚砂的复合阴极,因为阴极的设计直接保证了工 件的形状和精度。电解镀的金刚砂是绝缘的,既能保证加工的加工间隙,也能绝 缘,防止工件与复合阴极接触,从而造成短路。选用不锈钢为加工材料,不仅能 保证较高的强度,而且成本比较小。
5自动化控制机型加工的夹具设计 夹具主要用来对要加工的零件进行固定,以便于加工。可以保证加工精度,形成一个封闭的加工区域和电解液流通的通道,从而将电流引入加工区域。此次 用到的夹具是专用夹具,用来装夹复合阴极。复合阴极的刀柄主要由两部分构成。
此类专用夹具的主要功能有:(1)可以用来装夹复合阴极,而且另一端可以和主 轴相连。(2)应该和机床保持绝缘,否则在电解加工时会短路。(3)应夹紧工 件,以便进行自动化控制机型加工。
6结论 自动化控制机型加工的整体设备,主要由电源控制系统、主轴的控制系统, 电解液循环、采集系统、过滤系统及电源保护装置组成。电源的输出电流决定着 机床的大小和电解液系统的规格,这个也是影响自动化控制机型加工的去除量的 大小,本试验用的电源一般最大电压在25V左右。在复合阴极上电解镀的金刚砂, 既可以保证绝缘性防止短路,也能保证加工的加工间隙,从而保证了试验的顺利 进行。