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混粉鏡面電火花加工工作液循環(huán)裝置
閱讀：733 發(fā)布時間：2010-8-4
混粉鏡面電火花加工是近年來發(fā)展起來的一種改善大面積電火花加工表面粗糙度的*技術，所謂混料鏡面電火花加工即是在工作液中添加了微粉，譬如，硅粉、鋁粉、鉻粉，以及有關添加劑，以期使加工表面獲得鏡面效果。日本zui早進行了研究，并取得了較好的效果。國內起步較晚，哈爾濱工業(yè)大學特種加工所近來也進行了這一領域的研究。由于在工作液中混入了微粉，因此不能用電火花機床原有的工作液循環(huán)裝置。我們在前期的試驗中應用簡易工作液循環(huán)裝置發(fā)現存在如下問題：（1）加工中混在工作液中的粉末有較嚴重的沉積的現象，影響了電極與工件的正常放電；（2）粉末在工作液中分布的均勻性也不理想，影響了放電的分散性，不利于提高工件的表面粗糙度；（3）沖油控制不便。因此需要重新設計工作液循環(huán)裝置。
工作液循環(huán)裝置的總休方案及指標
1 總體方案
工作液循環(huán)裝置由以下三部分組成：即供、回油部分、工作液槽部分和流量及壓力調節(jié)部分，如圖1所示。供、回油部分主要包括油箱、油泵、油箱及工作液槽中的攪拌器、濾油器等。流量及壓力調節(jié)部分主要由溢流閥、節(jié)流閥、壓力表等組成。圖中，節(jié)流閥用來控制沖油還是補油，溢流閥用來調節(jié)沖油壓力。工作液槽部分主要包括工作液槽箱體、工作臺、液面調節(jié)機構和噴油嘴等。
2.2 指標和要求
對于新的循環(huán)裝置，要求達到以下指標和要求:
（1）既能沖油又能補油；
（2）沖油壓力調節(jié)范圍：0MPa～0.4MPa;
（3）油箱及工作液槽中的攪拌要充分；
（4）沖油嘴主要尺寸：D=9mm,d=3mm L=11mm;
（5）工作臺上表面與底面的平行度為：0.0025mm;
（6）泄油方便且能調節(jié)液面高度。
關鍵零部件的計算、選擇和設計 沖油的zui大流量及沖油泵的選擇
先求通過每個沖油口的油的流量Q1,由公式
式中d=3mm,p=0.4MPa,g=10m/s2,查表得γ=800kg/m3,ζ=85
得：
Q1=2.18×10-4（m3/s）=13（L/min）
可得：
Q=2Q1=26（L/min）
為保證沖油壓力，沖油泵選額定流量40L/min,出口壓力為0.5MPa的渦流泵。
3.2 濾油器
為使工作液中的微粉（通常選用的微粉直徑≤30μm）能夠順利通過濾油器，又能阻止較大的雜質顆粒通過，濾油器的濾網選用網眼尺寸≥50μm×50μm的篩網。
3.3 溢流閥的選擇及改進
為降低費用，調壓用溢流閥選用常用的低壓溢流閥。由于本裝置的zui高調節(jié)壓力（0.4MPa）遠小于常用低壓溢流閥的zui大調節(jié)壓力（2.5MPa），為減少壓力損失，選擇額定流量為63L/min（大于沖油泵的額定流量40L/min）、調壓范圍為0.3MPa～2.5MPa的板式低壓溢流閥。
由于此閥的調壓范圍為0.3MPa～2.5MPa,故需要更換其調壓彈簧。經測量原調壓彈簧尺寸如下：外徑D=13.8mm,內徑D′=7.8mm,彈簧絲直徑d=3mm，總長83.5mm（有效圈數n=23）。由彈簧剛度公式：
得：c=28（kg/cm）
故新的彈簧剛度應為4.48（kg/cm）仿照原彈簧的外形尺寸，選擇新彈簧的尺寸如下： 外徑D=14mm,內徑D'=10mm,
彈簧絲直徑d=2mm
總長85mm（有效圈數n=19）。
校核剛度得：c=4.77（kg/cm）,略大于4.48（kg/cm）,因此所選擇的參數合理。
3.4 油箱攪拌器和工作液槽攪拌器的設計
油箱攪拌器和工作液槽攪拌器是本工作液循環(huán)系統的關鍵，也是本實驗裝置與普通電火花機床的顯著區(qū)別之處。油箱攪拌器在工作原理和結構上可以有三種方式，如圖3、圖4、和圖5所示。圖3的結構是利用電動機帶動葉片做旋轉運動，來攪動工作液。其優(yōu)點是結構簡單：缺點是由于離心力的作用，油箱中遠離葉片中心處的微粉濃度要比靠近葉片中心處的高，造成微粉分布不均勻，另外，這種結構一經確定，不易調整攪拌器在油箱中的位置。圖4利用油泵將工作液從油箱A向A中抽出，通過安裝在油箱四周的噴油嘴注射回油箱中，形成湍流來達到攪拌工作液的目的。特點是微粉在工作液中分布比較均勻，而且結構簡單，噴油嘴位置調整方便：缺點是由于增加了油泵，比前者成本高。圖5綜合了前兩種攪拌方式，用電動機帶動彎管旋轉，再將工作液從彎管臂中噴出，因此攪拌后，工作液中微粉的分布要比前兩者均勻；但結構復雜，成本也高得多。作者在本裝置的設計中采用圖4的結構，實踐證明攪拌效果達到預期目標。工作液槽攪拌器的工作原理與油箱攪拌器大致相同，不再贅述。