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    技術文章

    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

     Rx3r:D(h[$[3aLV0

     式中d=3mm,p=0.4MPa,g=10m/s2,查表得γ=800kg/m3,ζ=85
    Y5r4~ t8g5q4@6T7D1B0得:

    Q1=2.18×10-4(m3/s)=13(L/min)

    -j'A4BG&u0可得: 8j0Gdy2mX*b C

    Q=2Q1=26(L/min)6t;o-a/YF

     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。
    syl|/~L'ZEM$Op0  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)。
    &Q|7BR0w'l(YV0  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
    (?WoE)ftrMo9qO0  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。

     

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