电解加工设备
出处:按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《特种加工手册》第458页(2126字)
电解加工设备主要组成部分为:机床、电源、电解液系统.
7.3.8.1 机床
(1)电解加工机床的作用 主要包括安装夹具、工件(阳极)及工具(阴极),并实现工具与工件间的相对运动,传送直流电与电解液.
(2)对电解加工机床的要求
①机床刚性高.由于机床主轴、工作台要承受电解液高速流体的强大动、静态压力,因此要求电解加工机床的主轴、工作台、床身及立柱等受力构件应有足够的刚性.例如,加工一个面积为375cm2的匣子,所用电解液压力为1MPa,则将产生37.5kN的液体压力.这样大的压力,机床若无足够的刚度,必将引起变形,从而改变工具与工件的相对位置,影响加工精度,严重时造成工具与工件短路,使加工无法进行.机床的刚性指标是这样规定的:当主轴处于一定悬伸量(指工作条件最差时)条件下,在最大载荷作用时,主轴(或阴极板)所允许的变形.主要指标是:
轴向变形量<0.1~0.2mm;
阴极板倾斜量<1.5~2/1000mm.
②耐蚀性好.电解加工机床处于腐蚀介质环境下,其工作箱内部及输液系统直接接触电解液,因此电解加工机床必须有一定的耐腐蚀性.
③稳定性好,抗干扰性强.这里的稳定性,主要是指机床进给速度.若进给速度不稳,则难以保证加工精度.一般电加工机床的进给速度规定:进给速度变化量<5%.同时,由于电解加工机床伴随的强电磁场、可控硅电源参数的瞬变、大容量接触器等继电元件的触点火花、加工间隙中的火花均可对加工机床的控制系统造成干扰,因此,抗干扰强也是对机床稳定性的保证.
④安全性好.电解加工过程中产生的各种气体,必须及时排除,否则会产生事故,所以必须具备各种排气装置、防爆装置.例如:电解中产生大量氢气,易爆炸;产生一些雾气(混气电解加工),必须有安全对策.典型电解加工机床选用见表7-12.
表7-12 电解机床选型分类
7.3.8.2 电源
电解加工用电源的一般要求如下.
(1)电压及电流
①电压.一般直流电压为8~24V,且能连续可调.因加工间隙不大,故电压要求亦不高.
②电流.一般要求加工电流为几千到几万安.为保证有较高的生产率,故电流要求较大.
(2)电源稳定性为保证加工间隙的稳定,要求加工电压亦必须稳定,电源输出电压波动量不得超过使用值的1%.此外,为防止因火花、工具与工件的烧伤并保护电源,电源中必须有检测故障及快速切断电源的保护装置.
(3)常用电源有两种.
①硅整流器,其特点是:可靠性、稳定性好;调节灵敏度较低;稳压精度不够高.这种电源在国内仍有相当一部分场合在用.
②可控硅电源.其特点是:灵敏度高,稳压精度高;效率高,节约铜和铁;稳定性问题目前已解决.在国外此种电源已广泛采用.国内也有许多场合在用.
7.3.8.3 电解液系统
电解液系统由泵、电解液槽、过滤装置、热交换器、阀、管路等元件组成,见图7-21.
图7-21 电解液系统方框图
这里指出下述几点:
①电解液的泵压力一般为0.5~2MPa,流量视加工对象定.生产上一般多用离心泵.齿轮泵虽然压力高、特性硬,但易腐蚀,故较少用.
(2)电解液过滤问题至为重要.电解液中含有的金属氢氧化物增加,将导致电解液粘度上升,从而使加工间隙内电解液的流速降低,加工间隙内的热交换能力降低,且造成堵塞间隙的可能,或引起火花及短路,故电解液必须要过滤(净化).电解液的过滤方法及特点见表7-13.
表7-13 电解液过滤方法比较