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混粉鏡面電火花加工工作液循環裝置
閱讀：767 發布時間：2010-8-4
混粉鏡面電火花加工是近年來發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裝置。我們在前期的試驗中應用簡易工作液循環裝置發現存在如下問題：（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裝置。
工作液循環裝置的總休方案及指標
1 總體方案
工作液循環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。流量及壓力調節部分主要由溢流閥、節流閥、壓力表等組成。圖中，節流閥用來控制沖油還是補油，溢流閥用來調節沖油壓力。工作液槽部分主要包括工作液槽箱體、工作臺、液面調節機構和噴油嘴等。
2.2 指標和要求
對于新的循環裝置，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高調節壓力（0.4MPa）遠小于常用低壓溢流閥的zui大調節壓力（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系統的關鍵，也是本實驗裝置與普通電火花機床的顯著區別之處。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。