趙西環(huán) 孫鵬
摘 要:自動(dòng)化控制機(jī)型加工的整體設(shè)備主要包括電源控制系統(tǒng)、主軸的控制系統(tǒng),電解液循環(huán)、采集系統(tǒng),還有過濾系統(tǒng)及電源保護(hù)裝置。因此,本文對(duì)機(jī)械加工工藝中的自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)一步研究。
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;工藝;自動(dòng)化控制技術(shù)
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.054
1 自動(dòng)化控制機(jī)型加工系統(tǒng)
機(jī)床由各個(gè)部分組成,作為一個(gè)有機(jī)整體,每個(gè)部分都發(fā)揮著重要的作用。首先通過高壓泵把水吸出,通過過濾泵過濾傳到復(fù)合陰極,通過電解液系統(tǒng)將電解液輸送到陰極,并且也還有外噴電解液,可以更好的加工工件。因?yàn)榭紤]到加工過程中會(huì)產(chǎn)生金屬雜質(zhì),并且還有金剛砂銑削掉的鈍化膜雜質(zhì),所以設(shè)計(jì)通過高壓泵將水從水槽吸出并高壓噴出將產(chǎn)生的廢料噴離工件加工表面,且水可以導(dǎo)電,可以是電解液很好的導(dǎo)體,這樣有利于工件的加工。
一般選用小型的離心泵作為電解液循環(huán)系統(tǒng)的泵,電解液通常酸性較高,具有一定的腐蝕性,所以我們?cè)谶x擇離心泵時(shí),要考慮耐腐蝕性和耐酸性。
考慮到循環(huán)利用的問題,在主工作臺(tái)上設(shè)置排水口,將加工過程中產(chǎn)生的電解液、水、和金屬雜質(zhì),鈍化膜雜質(zhì)的組合污水排出,通過過濾系統(tǒng),現(xiàn)將雜質(zhì)過濾,然后通過過濾裝置吸附金屬離子,從而得到純凈的水再次用于電解加工。
在加工過程中也可能產(chǎn)生有毒氣體,所以視情況在機(jī)床上方添加吸氣裝置,同時(shí)在工作臺(tái)四周安裝玻璃罩和幕布,防止電解液體灼傷人體。
2 試驗(yàn)加工機(jī)床簡(jiǎn)介
數(shù)控電解機(jī)械復(fù)合加工機(jī)床是我們使用的機(jī)床,它是五軸五聯(lián)動(dòng)的機(jī)床。
主要參數(shù)如下:
X、Y、Z工作行程(mm):800x1200x800;B軸旋轉(zhuǎn)(度):-110~+110°;C軸旋轉(zhuǎn)(度):360°
這次銑削加工用的機(jī)床是傳統(tǒng)的銑床加上電解加工系統(tǒng),具有加工質(zhì)量穩(wěn)定,加工精度較高的優(yōu)點(diǎn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求,自己可以調(diào)節(jié)主軸的進(jìn)給速度。
主要有這些組成部分,(1)工作箱,進(jìn)行電化學(xué)加工,首先要進(jìn)行定位,夾緊等工作,其次要保證復(fù)合陰極和工件具有一定的間隙,最后將電流和電解液根據(jù)要求輸送到加工間隙。還有(2)主軸頭,主軸頭一般由導(dǎo)軌、陰極安裝版和滑枕組成。其次還有(3)床身,床身起著支撐整個(gè)機(jī)床主體的作用。
電解設(shè)備的核心部分--電源,電源的輸出電流決定著機(jī)床的大小和電解液系統(tǒng)的規(guī)格。并且再次期間,電化學(xué)加工的陽極反應(yīng)溶解過程同樣受著電壓、穩(wěn)壓精度以及短路保護(hù),這些都是最終影響自動(dòng)化控制機(jī)型加工,加工精度、表面粗糙度、效率、穩(wěn)定性重要因素。一般最大電壓在25V左右。在電解磨削加工電源供應(yīng)是電解加工中保證工件加工精度的首要條件,所以電源的選擇很重要。
3 電解液選擇及系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電解質(zhì)是能一種導(dǎo)電的物質(zhì),通過溶劑溶解從而能夠形成離子進(jìn)而達(dá)到導(dǎo)電的目的。自動(dòng)化控制機(jī)型加工中的另一個(gè)導(dǎo)體是電解質(zhì)溶液。像一般的電化學(xué)加工的裝置,電解液可以和工件接觸從而發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),并且利用電解液的高速流動(dòng)性帶走加工過程中的熱量。
電化學(xué)加工中,電解液應(yīng)該具有以下的物理特性:
(1)導(dǎo)電性能。在通電之后,加工過程中應(yīng)該有較好的導(dǎo)電性。(2)氧化能力。在進(jìn)行加工的過程中形成鈍化膜,使不加工區(qū)域不產(chǎn)生磨損、消耗,加工區(qū)可以通過電壓的增大而去除鈍化膜,確保了工件的表面精度。(3)腐蝕能力小。不會(huì)對(duì)車床和人體產(chǎn)生較大的傷害。(4)應(yīng)該有較好的成型精度。
電解液在價(jià)格選擇方面也應(yīng)該比較適中,因?yàn)殡娊庖嚎赡軙?huì)因?yàn)檫^酸而對(duì)機(jī)床造成一定的腐蝕,所以在選擇時(shí),PH值應(yīng)該選擇比較中性的鹽溶液,一般數(shù)值在7~9。傷害也比較少。根據(jù)所學(xué)過及查閱資料所得的理論,所采用的則是腐蝕性不強(qiáng)、不是線性鈍化的電解液,例如:NaNO3、NaCl。
對(duì)于NaCl電解液,腐蝕性比較大。并且加工精度比較小,對(duì)于一些表面比較粗糙的零件,適合用這種電解液加工。
對(duì)于NaNO3是電解液。在電化學(xué)加工的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生一層薄薄的鈍化膜,鈍化膜的產(chǎn)生,會(huì)影響電解液的電解率。但是可以提高加大電壓,從而加大電流密度,可以使鈍化膜破裂。NaClO3也是一種比較鈍性的電解液,但是由于其成本比較昂貴,雖然能夠保證加工精度,但是價(jià)格相對(duì)比較高。
所以結(jié)合上述觀點(diǎn),在實(shí)際的加工過程中,一般選擇NaNO3溶液,選擇濃度是18%,既可以保證效率,也能控制一定的成本,所以在這次試驗(yàn)中我們采用NaNO3溶液作為電解液。
4 復(fù)合陰極的設(shè)計(jì)
此次試驗(yàn)選擇前端鍍有金剛砂的復(fù)合陰極,因?yàn)殛帢O的設(shè)計(jì)直接保證了工件的形狀和精度。電解鍍的金剛砂是絕緣的,既能保證加工的加工間隙,也能絕緣,防止工件與復(fù)合陰極接觸,從而造成短路。選用不銹鋼為加工材料,不僅能保證較高的強(qiáng)度,而且成本比較小。
5 自動(dòng)化控制機(jī)型加工的夾具設(shè)計(jì)
夾具主要用來對(duì)要加工的零件進(jìn)行固定,以便于加工??梢员WC加工精度,形成一個(gè)封閉的加工區(qū)域和電解液流通的通道,從而將電流引入加工區(qū)域。
此次用到的夾具是專用夾具,用來裝夾復(fù)合陰極。
復(fù)合陰極的刀柄主要由兩部分構(gòu)成。
此類專用夾具的主要功能有:
(1)可以用來裝夾復(fù)合陰極,而且另一端可以和主軸相連。(2)應(yīng)該和機(jī)床保持絕緣,否則在電解加工時(shí)會(huì)短路。(3)應(yīng)夾緊工件,以便進(jìn)行自動(dòng)化控制機(jī)型加工。
6 結(jié)論
自動(dòng)化控制機(jī)型加工的整體設(shè)備,主要由電源控制系統(tǒng)、主軸的控制系統(tǒng),電解液循環(huán)、采集系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)及電源保護(hù)裝置組成。電源的輸出電流決定著機(jī)床的大小和電解液系統(tǒng)的規(guī)格,這個(gè)也是影響自動(dòng)化控制機(jī)型加工的去除量的大小,本試驗(yàn)用的電源一般最大電壓在25V左右。在復(fù)合陰極上電解鍍的金剛砂,既可以保證絕緣性防止短路,也能保證加工的加工間隙,從而保證了試驗(yàn)的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]崔松華.機(jī)械加工工藝中危險(xiǎn)因素的控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,
2014(23)
[2]郭春芬,魏軍英.基于本體的機(jī)械加工工藝知識(shí)表示研究[J].煤炭技術(shù),2011(07).