机械加工工艺控制技术探究

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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。

参考文献：

[1]崔松华.机械加工工艺中危险因素的控制[J].科技创新与应用,2014(23)

[2]郭春芬,魏军英.基于本体的机械加工工艺知识表示研究[J].煤炭技术,2011(07).

作者:赵西环 孙鹏 单位:1.山东康达机电科技有限公司 2.山东康达精密机械制造有限公司