数控电解机床电解液输送装置系统设计

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1、目次1引言12电解液输送装置的总体设计思路32.1电解液输送装置总体方案论证33电解液槽总体结构设计63.1设计基础及分析63.2电解液槽材料的选择63.3电解液槽结构设计63．4电解液过滤器的设计和选择74电解液搅拌装置设计94.1搅拌叶轮的选用104.2搅拌系统传动方案设计124.3搅拌支架的结构设计145温度控制系统设计185.1温度控制硬件电路的设计185.2温度控制的算法215.3温度控制程序设计22结论33致谢34参考文献351引言特种加工技术属于机械制造学科的科研前沿。电解加工是特种加工技术中应用最广泛的技术之一尤其适合于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工。加工时，工件为阳

2、极，接电源正极；工具为阴极，接电源负极，极间通以5~24V的直流电，同时保持一定的加工间隙，间隙内流过具有一定压力（0.5~2MPa）的电解液(一般为中性盐的水溶液，常用的为NaCl或NaNO3水溶液)，阳极逐渐溶解，电解产物被高速（5~50m/s）电解液带走。如果工件初始形状与工具阴极形状不同，则工件上各点距离工具阴极型面的距离不同，相应地，各点的电流密度（一般为10~500A/cm2）也不同。距离近的位置，相应的电流密度相对较大，阳极溶解速度快；反之，距离远的位置，电流密度小，相应的电流密度相对较小，阳极溶解速度慢。经过一段时间的电化学溶解，工件表面形成与阴极工作面基本相似的形状。电解

3、加工以其加工速度快，表面质量好，不怕材料强、硬、韧，无宏观机械切削力，工具阴极无损耗，可用同一个成型阴极作单方向送进而成批加工复杂型腔、型面、型孔等优点，20世纪60年代初，首先在炮管膛线和航空发动机涡轮叶片的加工中得到应用；其后又逐渐扩大应用于加工锻模型腔、深孔、小孔、长键槽、等截面叶片整体叶轮以及去毛刺等，取得了显著的技术经济效果。70年代以后，虽然其应用范围有所减小，但应用要求更高且在某些新的领域又得到新的应用。电解加工设备是一个完整的配套系统，由机床、电源、输液系统、以及控制系统四大部分组成。本文主要介绍：数控机床电解液输送装置设计，即包括电解液输送装置设计和电解液温度控制系统设计

4、两部分，其输送装置是为了满足电解加工过程中对电解液的过滤、输送、压力、流量控制等要求，其温度控制系统是为了满足对电解液温度实现智能控制的要求，这一设计可以提高电解加工机床的智能化、数字化程度，可以提高生产效率、减小工人劳动强度、提高经济效益。课题来源于南京某高校特种加工技术研究所，结合生产实际和工程建设，结合课程和实验室建设。设计中电解液的温度要求控制在0.5℃内，采用多点测量；电解液槽的容积约为5~10M3；电解液的加工温度区间一般为10~50oC。设计合理的电解加工机床可以实现五坐标的数控移动，运动过程要求平稳，运动顺利，进给速度可按要求调节。系统的进给由简单的数控系统控制。本文的主要

5、设计工作包括设计五坐标数控电解加工机床电解液槽、电解液输送装置及及其温度控制,电解液的过滤和搅拌系统。近年来我国生产企业的数控机床拥有率率逐年上升，在大中型企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。电解加工以其加工速度快，表面质量好，不怕材料强、硬、韧，无宏观机械切削力，工具阴极无损耗，可用同一个成型阴极作单方向送进而成批加工复杂型腔、

6、型面、型孔等优点，20世纪60年代初，首先在炮管膛线和航空发动机涡轮叶片的加工中得到应用；其后又逐渐扩大应用于加工锻模型腔、深孔、小孔、长键槽、等截面叶片整体叶轮以及去毛刺等，取得了显著的技术经济效果。70年代以后，虽然其应用范围有所减小，但应用要求更高且在某些新的领域又得到新的应用。在今后20年内，电解加工将在新工艺技术的开发研究，包括高频、窄脉冲电流电解加工、柔性电解加工、小间隙电解加工、复合加工等方面得到发展和应用；计算机控制技术将在电解加工设备与过程、参数的控制中得到不断的发展与扩大应用；在微精加工领域，电解加工将展现新的应用前景。在发展电解加工技术的同时，必须重视并解决电解加工过

7、程中的环境保护问题，以达到“绿色制造”、持续发展的目的。按照系统工程的观点，加大对待特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度。同时，充分融合以现代电子技术、计算机技术、信息技术和精密制造技术为基础的高新技术，使加工设备向自动化、柔性化方向发展。从实际出发，大力开发特种加工领域中的新方法，包括微细加工和复合加工，尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工，并与适宜的制造模式相匹配，以充分发挥其特点。污