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窄缝电解加工毕业论文 - I - 窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文 窄缝电解加工毕业论文 - 摘 要 在航空航天 、仪器仪表 、精密模具和家用电器等领域中存在很多的微小窄缝 、槽结构 ，且多以群窄缝 、槽结构出现 。用传统的机械加工方法很难同时加工出群窄缝 、槽，目前人们一般采用微细电火花加工 、激光加工 、精密和超精密机械加工和电解加工等方法进行加工 。相对其他几种加工方法电解加工具有很多优点 ，特别是电解加工可以同时加工出群窄缝 、槽，且复制精度好 ，生产率较高 ，适合于群窄缝 、槽的批量加工 。 本文首先进行了窄缝电解加工的理论分析 ，分析加工间隙的影响和电极对流场的影响 ，通过分析可知 ，加工时的去除速 度与电流效率和加工间隙有关，在保证加工精度的条件下 ，使用 解液进行窄缝电解加工试验 。 进行了电解加工试验装置的研制工作 ，在现有台式电火花机床的基础上进行设计与改进 。为本机床配备了适用于电解加工的直流电源 ；使用步进电机细分驱动器 ，实现电解头的低速进给 ；根据阴极工具和阳极工件的相对位置和进给设计并加工了夹具 ；完成电解液循环系统的设计 ，该系统可以保证间隙电解液的充足 ；由于电解加工对温度的要求 ，设计了电解液温度控制系统，使电解加工试验可在一定的温度范围内进行 。 测试电解加工试验装置的运行性能 。使用管状电极 打孔 ，分别在浓度为10%的 解液中进行测试 ，验证直流电解加工的基本工艺规律。使用反拷电解的方法进行电极的制备 ，并利用制备的电极进行窄缝电解工艺试验 ，但加工出的窄缝很浅 ，只有细微的纹路 。 采用薄片整体电极进行窄缝电解加工的工艺试验研究 ，着重考察了电解液浓度和温度 、加工电压 、进给速度等加工参数对加工间隙和缝宽的影响 ，在厚度为 不锈钢板上加工出了最小缝宽为 窄缝 。 关键词 窄缝 ；电解加工 ；试验装置 ；加工参数 窄缝电解加工毕业论文 - in It is to is of to so CM in a of of to to to A is on DM by is by to in be in of of is of we to we is it of In of a of on is on 窄缝电解加工毕业论文 - 目目目 目 录录录 录 摘 要 . . 1 章 绪 论 . 1 题的研究意义 . 1 控加工 . 错误错误错误错误 !未定义书签未定义书签未定义书签未定义书签 。 。 题的研究内容 . 3 第 2 章 窄缝电解加工的理论分析 . 5 解加工的原理 . 5 解加工的特点 . 6 缝电解加工理论分析 . 7 工间隙的影响分析 . 7 极对流场的影响分析 . 9 章小结 . 10 第 3 章 窄缝电解加工试验装置的研制 . 11 缝电解加工试验装置的研制 . 11 解头设计 . 11 具设计 . 12 验用直流电源 . 13 给系统 . 13 解液系统 . 14 解液温度控制装置 . 15 章小结 . 16 第 4 章 窄缝电解加工装置性能测试及工艺试验 . 17 解加工试验装置测试试验 . 17 验方案及测试条件 . 17 解液中加工参数对加工间隙的影响 . 18 解液中加工参数对加工间隙的影响 . 20 拷电解加工 . 22 缝电解加工工艺试验研究 . 22 工间隙和电流效率的测定方法 . 22 窄缝电解加工毕业论文 - V - 用的方案 、测试条件和测试仪器 . 24 流效率测定试验 . 24 工电压对加工间隙和缝宽的影响 . 25 给速度对加工间隙和缝宽的影响 . 27 解液温度对加工间隙和缝宽的影响 . 29 章小结 . 30 结 论 . 32 参考文献 . 33 附录 . 36 致 谢 . 38 窄缝电解加工毕业论文 - 1 - 第 1章 绪 论 题的研究意义 在航空航天 、仪器仪表 、精密模具和家用电器等领域中存在很多的微小窄缝 、槽（穿透或不穿透 ）结构 ，且多以群窄缝 、槽结构出现 。这种微小窄缝、槽结构的零件往往要求对其进行批量和大批量的生产加工 。其加工精度 、加工质量 、加工效率对产品的性能 、质量和成本有很大影响 1。 微小的窄缝 、槽的加工方法主要有微细电火花加工 23、激光加工 、精密和超精密 机械加工和电解加工等 。电火花加工方法加工效率低 ，由于工具电极有损耗 ，影响加工精度和表面质量 ，对于微小群缝 、槽的批量和大批量加工 ，难于保证加工精度和表面质量 。线切割加工方法一般只能一个窄缝一个窄缝的加工一次只能加工出一个窄缝 ，一般需要先加工出穿丝孔 ，不能同时加工群缝 ，只能加工一定形状的缝槽 。激光加工的加工精度低 ，表面质量不好 45。精密和超精密机械加工 ，由于存在切削力 ，被加工零件易产生变形，对薄壁窄缝 、槽的加工比较困难 67。 电解加工又称电化学加工 （ 是利用金属工件在电解液中发生阳极电化学溶解的原理去除材料 ，将零件加工成型的一种特种加工技术 。它具有一系列独特的优点 ，凡金属都能加工 ，而与材料的强度 、硬度 、韧性无关 ，且无塑性变形层 ，加工表面质量好 ，阴极工具无损耗 、生产率高 ，可用同一个成型阴极作单方向进给来成批加工复杂的型面 、型孔及三维复杂型腔等 812，特别适合用于零件的批量和大批量加工 。目前被广泛应用于航空发动机 、模具制造 、火箭等制造业中 。和其他传统加工相比 ，电解加工的特性在于其阳极的溶解成型过程是以离子的形式进行的 ，由于金属离子具有非常 微小的尺寸 ，这种微去除的方式使得电解加工在微细制造领域有潜在的重要应用前景 1315。因此本课题的研究具有重要理论意义和使用价值 。 解加工的发展及现状 随着生产和科学实践的发展 ，特别是进入 20 世纪 50 年代以后 ，诸多工业部门要生产的产品所使用的材料越来越难于加工 ，零件的结构和形状越来 窄缝电解加工毕业论文 - 2 - 越复杂 ，其加工精度和表面质量要求也越来越高 ，由此产生的一系列工艺难题，仅靠传统的机械加工方法难以或无法解决 。电解加工正是应此需要产生的一种工艺方法 。电解加工自 20 世纪 50 年代问世以来 ，到 20 世纪 60 年代迅速在众多的机械制造领 域得到开拓和一定的应用 。通过科研和生产的实践 ，20 世纪 70 年代电解加工在技术上走向成熟 1617。由于电解加工能解决机械加工难以解决的难切削材料 、复杂形状零件的加工问题 ，且加工效率高 、表面质量好 ，较好地适应了军工产品的需要 ，因而在国防工业 ，特别是航空 、航天推进器的制造上得到了广泛的应用 ，成为国防工业生产中的关键制造技术，获得了显著的技术经济效果 ，促进了军工新产品的发展和性能的提高 。在某些民用的国民经济重要部门 ，例如汽车 、能源等制造业中也得到一定的应用 ，获得较好的成效 。电解加工已成为机械制造业中一个不可或 缺的组成部分 18。但是限于当时的技术发展水平 ，电解加工尚存在某些重要的不足 ，较为关键的缺点是加工精度和稳定性不够高 ，调整较复杂 ，设备成本偏高 ，因而在 20 世纪 80 年代中期之后 ，电解加工的应用领域没有新的较大的扩展19。 20 世纪 90 年代随着高科技的发展 ，以及新型军品型号的出现 ，新的高强度 、高硬度 、高韧性的材料以及高精度 、复杂形状 、薄壁整体结构的零件日益增多 ，对电解加工提出了更多的要求 。另一方面高科技的发展 ，尤其是计算机技术和功率电子技术的高速发展又给电解加工技术的进步提供了新的条件 20。为了解决应用 中存在的问题 ，特别是围绕提高加工精度和加工稳定性的研究在不断深入地进行 ，出现了一些新颖的电解加工方法 。 自 20 世纪 70 年代初起 ，前苏联 、美国 、日本 、瑞士 、法国 、波兰 、西德等国家相继开始了脉冲电流电解加工 （ 研究 。前苏联和东欧国家重视脉冲加工机理 、电源 、机床及控制系统的研究 ，将脉冲电流电解应用于实践 ；日本和西方国家则注重小电流 、高频窄脉宽的脉冲电流加工在细小零件和电解抛光中的应用 21。在国内 ，南京航空航天大学 、西北工业大学 、航天航 空工艺研究所等相继开展了脉冲电流电解加工的研究 22 。近几年来 ，华南理工大学等又开展了高频窄脉冲电解加工 （ 究 ，加工精度显著提高 ，对加工精度的提高取得了一定的加工效果 2327。 近年来 ，为了解决航空产品中各类扭曲叶片整体叶轮的加工难题 ，南京航空航天大学进行了数控展成电解加工技术的研究 ，它以简单形状的工具阴极，按照计算机控制指令 ，进行必要的展成 成型运动 ，以电解 “切削 ”方式加工型腔 、型面 。数控展成电解加工技术综合了电解加工和数控加工各自的 窄缝电解加工毕业论文 - 3 - 技术长处 ，其工具形状简单 ，可以是棒状 、球状 ，其“切削刃 ”则可为点 、直线或曲线 ；它具有数控加工的柔性 ，可用不同类型的数控软件代替复杂的成型阴极设计制造 ，同时又具有电解加工的无工具损耗 、无切削力 ，可以加工各种难加工零件和小刚度件等优点 2829。电解加工与数控技术的结合 ，既可充分发挥两者的技术长处 ，同时又部分克服各自的不足 ，将增强其加工能力，为解决数控铣削难加工或不能加工的难题 ，提供了一条新的加工技术途径 30。如今 ，数控展成电解加工机床已经研制成功 ，但在工艺过程的控制 、生产率的提高等多方面还有待进一步完善 。 随着现代制造技术不断向精密化 、微细化发展 ，微细加工成了比较活跃的研究方向之一 ，微细电解加工是电解加工的一个重要研究方向 ，微细电解加工是微细加工中的一种重要的微细特种加工技术在 ，它被成功用于电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工 ，从而使得蚀刻加工更容易控制和维护 ，对环境的影响也明显减小 3132。另外 ，微细电解加工也被应用于微细轴类零件的光整加工 。它采用类似微细线电极电火花磨削的方式 ，用一运动的金属丝作为阴极 ，在阳极轴和阴极金属丝之间喷电解液 ，使轴表面产生电化学微腐蚀。据报道 ，这种方法在直径数十微米小轴的抛光中取得了较好的工艺效果 。当前 ，微细电解加工在工具结构 、电解液流动 、杂散腐蚀等方面还有许多技术问题有待解决 。另外 ，它们所涉及的尺寸范围要远大于硅片技术 、 3337。微细加工是目前世界制造业所关注的一个重要发展方向 。基于各种原理的精密微细加工技术不断出现 ，其中微细电解加工技术是一种重要的微细制造技术 。近年来 ，国外的科研机构在此领域取得了突破性的进展 ，通过采用低浓度电解 液、低加工电压 38、高频窄脉冲电源 39或结合掩膜光刻 40等，在加工精度上和加工尺寸上甚至达到了微米级 。但还存在加工效率低 、无法加工深孔缝 、加工成本高等局限性 ，实用性和推广性还不够 37。 题的研究内容 微小的窄缝 、槽的加工方法主要有微细电火花加工 、激光加工 、精密和超精密机械加工 、电解加工等 。电解加工具有工具无损耗 、生产率高 、加工表面质量好 、与工件材料硬度无关等优点 ，如果能够解决加工中的精度问题和加工稳定性问题 ，电解加工很适合用作群窄缝 、槽的批量大规模工业生产中 1。本文在对窄缝电解加工进行 理论分析的基础上 ，利用台式电火花加工 窄缝电解加工毕业论文 - 4 - 机床研制了电解加工试验装置 ，设计和研制了电解加工电解头 、夹具 、电解液供给系统 、电解液温度控制装置 ，以某种典型的辐射状分布的群窄缝结构为加工对象 ，进行反拷电解加工工具电极和窄缝电解加工工艺试验研究 ，通过工艺试验考察了电解液 、加工电压 、进给速度等对加工的影响 ，对窄缝电解加工的工艺特性进行了初步的探讨 。 论文的主要研究内容包括以下几方面 ： （ 1）窄缝电解加工的理论分析 。 （ 2）电解加工试验装置的研制 ，设计和研制电解加工电解头 、夹具 、电解液供给系统 、电解液温度控制装置 。 （ 3）反拷电解加工的工艺试验研究 。 利用反拷电解的方法制备电极 ，然后用此制备的电极进行窄缝电解加工试验 。 （ 4）窄缝直流电解加工工艺试验 ，考察电解液 、加工电压 、进给速度等对加工的影响规律 ，并在薄不锈钢板上加工出微小的窄缝 。 （ 5）结论 。 窄缝电解加工毕业论文 - 5 - 第 2章 窄缝电解加工的理论分析 解加工的原理 电解加工是利用金属在电解液中受到电化学阳极溶解 ，将工件加工成型的。图 2电解加工原理图 。加工时 ，工件接直流电源的正极 （阳极 ）， 工具接负极 （阴极 ）。 两极之间的电压一般为 624V，电解液以 660m/s 流过加工间隙 ，电极间隙内充满了电解液 ，接通电源后两极间就有电流通过 ，在电流作用下 ，阳极工件被逐渐溶解腐蚀 ；而阴极工具上则有氢气析出 。为了使电解加工过程正常进行下去 ，阴极工具向阳极工件缓慢进给 ，使两极之间保持较小的间隙 ，约 有一定压力的电解液从间隙中流过 ，把电解后的产物冲走 。工具不断向工件进给 ，工件的金属不断被溶解 ，致使阳极工件和阴极工具各处的间隙趋于一致 ，将阴极工具的型面复制在阳极工件上 ，从而得到所需的零件形状 。 1直流电源 ； 2工具阴极 ； 3工件阳极 ； 4电解液泵 ； 5电解液 图 2解加工原理图 he of 2电解加工成型示意图 。图中的细竖线表示通过阴极与阳极的电流，竖线的疏密程度表示电流密度的大小 。在加工刚开始时 ，阴极与阳极距 窄缝电解加工毕业论文 - 6 - 离较近的地方通过的电流密度较大 ，电解液的流速较高 ，阳极溶解速度也较快；反之 ，距离远的点电流密度就小 ，工件溶解速度也慢 。这样 ，工具相对工件不断进给 ，工件表面就不断被溶解 ，电解产物 不断被电解液冲走 ，直至工件表面形成与阴极工作面基本相似的形状 。 a)加工开始 b)加工终止 图 2解加工成型示意图 he of 解加工的特点 电解加工作为特种加工的主要方法之一 ，它较其他的方法具有如下的优点： 不受金属材料本身硬度和强度的限制 ，可以加工硬质合金 、淬火钢 、不锈钢 、耐热合金等高强度 、高硬度和高韧性金属材料 。 在加工难加工材料 、复杂形状工件时 ，其生产率比传统的切削加工可高出 510 倍。 由于材料以离子状态去除 ，且为冷态加工 ，因而无冷作硬化层 、热再铸层及由此而引起的表面显微裂纹 。由于无切削力和表层内应力 ，因而加工变形小 。 由于工具阴极上的电化学行为只是析氢而无溶解 ，且不与工件接触 ，故正常加工条件下 （无短路烧伤时 ）工具阴极不损耗 。 从简单的圆孔 、型孔到复杂的三维空间的型面 、型腔均可加工 ，适合于加工薄壁件 。 窄缝电解加工毕业论文 - 7 - 缝电解加工理论分析 工间隙的影响分析 在电解加工中 ，加工间隙的控制对加工精度和加工过程的稳定性都非常重要 。加工间隙是电解加工的核心工艺要素 ，它是决定加工精度的主要因素 ，因此获得均匀 、稳定 、大小适中的间隙对电解加工至关重要 。 在窄缝电解加工中 ，若能尽可能采用小的加工间隙进行加工 ，可以显著提高加工精度和生产率 。研究中采用未绝缘的薄片电极进行直流电解加工工艺试验 ，图 2加工间隙示意图 （以其中某一缝为例 ）。 在窄缝的电解加工中，其端面间隙 b 和侧面间 隙 s 如图 。 图 2工窄缝时的加工间隙示意图 he of 解加工过程中 ，当工件的蚀除速度与工具的进给速度相等 ，两者达到动态平衡时 ，端面间隙为 = （ 2 式中 b 底面平衡间隙 （ 电流效率 （取决于工件材料和电解液间匹配 ） 体积电化学当量 ) （取决于工件材料 ） 电导率 （ ）（ 取决于电解液参数 ：成分 、浓度 、温度等 ） 电解液的欧姆压降 （ V） (取决于电解液 、阴极和工件材料 、 窄缝电解加工毕业论文 - 8 - 电流密度 ) 阴极的进给速度 （ mm/ 式（ 2明底面平衡间隙 b 与电流效率 、体积电化当量 、电导率、欧姆压降 正比 ，而与进给速度 成反比 。 至于侧面间隙 （侧面不绝缘 ）， 在电流效率相等的条件下有 12 += （ 2 式中 s 侧面间隙 （ h 进给量 在窄缝电解加工中 ，随着加工深度的增加 ，侧壁腐蚀一直进行 。如图 2不同间隙处的金属去除速度是不同的 ， 1 为大间隙 ， s 为小间隙 ，这两处的去除速度分别为 ： 1111 = （ 2 = 222 （ 2 式中 ， 1 、 2 分别为大间隙电流效率 、小间隙电流效率 ； 为工件材料的体积电化学当量 ， 为电导率 ， U 为电压 ， 1 2别为大间隙电极电位差 、小间隙电极电位差 。 由于 21 所以 21 121 （ 2 式（ 2，对于 解液 ，在加工条件一致的情况下 ， 21 ，不同间隙处的去除速度约等于 间隙距离比 。由侧面间隙公式可知侧面间隙为抛物线形 ，加工深度越大 ，加工精度越差 。而对于 解液 ，由于侧壁上对应 1 处的电流密度小于 s 处的电流密度 ，对应 1 处的 1 也随之大大减小， 21 ，由式 （ 2侧壁上的去除速度大大减小 ，从而加工精度不会随加工深度的增加而恶化 ，而且由公式可知 ，去除速度与电流效率有很大的关系 。 在窄缝电解加工中 ，为了尽可能减小加工间隙 ，提高加工精度 ，通常选 窄缝电解加工毕业论文 - 9 - 用 解液 ，其电流效率 随着电流密度 i 的减少而减少 。对于群窄缝加工 ，通常采用很低的电流密度 ，这就意味着其电流效率 会比常规加工的更低 ，根据加工间隙公式 ，更低的电流效率 带来了比常规加工更小的加工间隙 。 采用薄片状电极进行加工时 ，由于电极厚度通常很薄 ，表面涂敷均匀绝缘层的难度较大 ，若群窄缝同时加工时更难实现均匀绝缘 ，故研究中采用未绝缘金属片电极 。 在端面间隙公式中 ，电流密 度 和加工用电解液对加工间隙有很大关系 。通常直流电解加工常用的电解液是 解液 。 其电流效率 几乎保持常数 ，接近 100%，一般不随阳极材料 、电解液浓度和温度 、加工中电流密度大小等变化 ；而 3解液的电流效率 不仅随加工材料 、电解液浓度和温度等变化 ，而且电流密度不同时，由于钝化现象会使电流效率 出现大幅度变化 。图 2 解液的电流效率 和电流密度 i 的关系曲线 。 图 2 线 he 极对流场的影响分析 电解加工中 ，电解液的流场状况是很重要的 ，它不但影响到电解加工的 i 窄缝电解加工毕业论文 - 10 - 复制精度和表面质量 ，而且还可能由于流场分布不好而引起短路 ，损坏工具和工件 。 采用薄片状电极的电解加工中 ，电解液的流动属于钝物体绕流 ，有尾迹现象 。尾迹现象在钝物体后产生涡流区 ，此涡流区内的电解液流速慢 ，类似于死水 ，得不到迅速的更新 ，很容 易形成离子堆积 ，浓差极化严重 ，电解产物也不容易及时排除 ，造成这一局部区域电解速度降低 ，影响加工成型精度 ，严重时甚至引起短路 。尾迹的流动是非定常湍流 ，随来流雷诺数不同而呈现不同的速度分布 ，在不同的雷诺数范围内 ，绕薄片厚度大的产生的尾迹涡流区域长度比绕厚度小的情况大 。在窄缝电解加工过程中 ，加工间隙比常规电解更小 ，尾迹涡流长度很容易影响到实际加工过程 。在电解液状态不变的情况下 ，通过减小薄片电极的厚度 ，可以使尾迹涡流区长度相应地随之减小 ，尾迹对加工的影响也随之减小 ，加工精度和加工过程稳定性都可以得到提高 。 本章小 结 本章主要介绍了电解加工的原理 ，并从理论上分析了窄缝电解加工中加工间隙的影响和电极对流场的影响 。 （ 1）通过分析表明在窄缝电解加工中 ，加工的去除速度与加工间隙和电流效率有关 ，由于 解液和 解液的电流效率特性不同 ，采用解液有利于提高加工精度 ，所以窄缝电解加工中使用 解液。 （ 2）由于电解液的流动中出现的尾迹现象 ，对加工精度和加工过程稳定性有一定的影响 ，为了提高加工精度和加工过程的稳定性 ，尽量减小薄片电极的厚度可以减小尾迹对加工的影响 。 窄缝电解加工毕业论文 - 11 - 第 3章 窄缝电解加工试验装置的研制 电解 加工系统是完成电解加工试验所需的基础 ，本章将分别阐述为建立窄缝电解加工试验装置所完成的主要研制工作 。 缝电解加工试验装置的研制 窄缝电解加工装置的系统框图如图 3示 ，该加工试验装置主要由直流电源 、机床本体 、进给系统 、夹具结构和电解液系统等组成 。 图 3工试验装置系统框图 he of 电解头设计 实验室没有专用的电解加工机床 ，在已有的台式电火花加工机床基础上进行试验 用机床的改进 ，使其可被本试验所用 。本试验在现有机床的条件下 ，电解液的流动方式采取正流式 。根据工具阴极和工件阳极的加工位置和电解液的流动方式进行了主轴头夹具的设计和加工 。图 3该主轴头夹具的结构图 。该夹具的结构使工具阴极随机床主轴头上下移动 ，工件阳极固定 ，两极间保持一定的加工间隙 。如图所示 ，电解液从夹具的侧面进口处流入 。因 窄缝电解加工毕业论文 - 12 - 整个夹具是相对密封的 ，电解液可以以一定的压力流过极间间隙 。工具阴极固定在夹具上 ，随着进给不断向下送进 ，此布局可得到较佳的间隙流场 ，确保极间间隙流场压力的稳定 。 图 3具简图 of 解槽是进行电解加工的场所 ，它的作用包括定位 、安装工件夹具和工具阴极及确保相对位置 ，同时要将电解产物有效的排出 ，防止泄露 ，另外防腐蚀和绝缘也是很重要的 。本试验中采用塑料容器作为电解槽 ，将其固定在机床工作台上 。 具设计 根据试验中要装夹的工件形状设计了两种夹具 。图 3反拷电解加工试验中管状工件的夹具结构 ，图 3加工薄板状工件时的夹具 。 图 3具 1 简图 he of 窄缝电解加工毕业论文 - 13 - 图 3具 2 简图 he of 验用直流电源 电解加工电源是为电解加工提供能量的关键设备 ，电源 的稳定性和可靠性尤为重要 。本试验所用的是可控硅调压直流电源 。该直流电源的电压可由050 V 连续可调 ，最大输出电流可达到 50A，可以满足本试验的要求 。其基本原理是通过调节变压器初级的电压来改变变压器的次级电压 ，既能实现次级电压与初级电压的隔离 ，又能实现次级的低电压 、大电流 。具体电路为将交流电经可控硅接入变压器的初级 ，通过触发电路调节可控硅的导通角来调节变压器的初级电压 ，次级电压随初级电压的变化而变 ，次级电压经过整流电路 、滤波电路输出 。图 3本直流电源原理框图 。 变压器 全桥整流 滤波电路可控硅触发电路输入 输出图 3流电源原理框图 he of 进给系统 本机床的主轴是由步进电机带动丝杠传动 ，在电解加工中 ，要求单方向进给相对低速 ，且要求恒速进给 ，进给过程中不能出现爬行现象 ，这就要求 窄缝电解加工毕业论文 - 14 - 机床的传动精度比较好 ，为了实现低速进给 ，本机床使用步进电机细分驱动器。 该机床所使用的步进电机型号是 90要性能参数包括 ： 相数 ： 5 相；电流 ： 3A；最大静转矩 ： 25距角 ： 空载启动频率 ： 2400进电机不能直接接到普通的交直流电源上工作 ，必须使用步进电机驱动器进行驱动 。本装置采用步进电机细分驱动器 。细分驱动器的原理是改变相邻两相的电流大小 ，使步进电机内部的合成磁场成为均匀的圆形旋转磁场 ，从而实现步进电机步距角的细分 4243。本文采用了一种单片机控制的脉宽调制式细分驱动器 ，它的基本工作原理框图如图 3示 ，单片机系统输出的数字量 ，经 D/A 转换成相应的模拟电压后加在脉宽调制电路的输入端 ，脉宽调制电路将输入的控制电压转换 成相应脉冲宽度的矩形波 ，经过环分电路加在相应绕组的功放电路上 ，通过对功放管通断时间的控制 ，改变输出到电机绕组上的平均电流 。电流检测环节把电机绕组的电流反馈到脉宽调制电路中 ，对输出的矩形波的脉冲宽度进行调节 ，实现了电机绕组中电流的闭环控制 ，提高对电机绕组电流的控制精度 。由于电机绕组是一个感性负载 ，对电流有一定的滤波作用 ，而且脉宽调制电路的调制频率较高 ，一般大于 50 千赫 ，因此，虽然是断续通电 ，但电机绕组中的电流还是很平稳的 。此驱动器可根据需要进行 140 细分 4445。 图 3宽调制式步进电机细分驱动器原理框图 he of of 电解液系统 电解液系统的功能包括供液和净化 。泵从储液槽中抽出电解液 ，以一定 窄缝电解加工毕业论文 - 15 - 的压力输送到夹具体中 ，供给工具阴极和工件阳极加工所需 ，加工后完成电解反应的电解液经管路回到储液槽中 ，整个电解加工中依此循环 。本试验装置中的泵使用普通三相电液泵 ，电解液的压力最大可以达到 系统确保了加工过程中的压力稳定 。图 3电解液循环示意图 。 加工过程中 ，为了得到较好的过滤效果 ，在工艺试验加工间歇时间内 ，让电解产物自然沉淀 ，再次开始加工试验之前 ，将电解液储液槽底部的自然沉淀下来带有杂质及电解产物浓度很高的电解液排出 ，剩下大部分相对比较清洁的电解液 。 步进电机储液槽直流电源阴极阳极泵+解液循环示意图 he of 电解液温度控制装置 基于电解液温度的变化将引起电导率的变化 ，亦即影响到电流密度 、蚀除速度的变化 ，电解 加工中要求尽可能恒温加工 ，因此本试验设计了电解液温度控制装置 ，将电解液的温度控制在要求的范围内 ，为实现更好的加工做准备 。图 3电解液温度装置系统框图 。本装置中的温度传感器使用了可调电接点温度计 ，规格为 50 。本