二级活塞杆外圆电化学磨削精密加工方法的研究

发布时间：2019-11-08 04:31

【摘要】：二级活塞杆是二级伺服机构中的关键零件,它的加工质量直接影响了二级伺服机构的工作性能。针对传统磨削加工方法成本高,效率低、质量难以保证的情况,本论文在其外圆磨削加工机床的基础上进行电化学磨削加工方法的研究。电化学磨削加工是通过将电解加工与磨削加工相结合的一种复合加工方法。本论文在对法拉第定律进行分析的基础上,分析了电解加工原理、电解过程中的电极极化现象和金属钝化现象,由此引出通过砂轮磨削去除金属钝化膜的电化学磨削加工方法。根据电化学磨削加工的机理和特点,选取了适合二级活塞杆加工的方法,并分析了影响电化学磨削加工的相关参数。同时根据电化学磨削原理分析了电解液和导电砂轮在电化学磨削中的作用和影响,并根据电化学磨削要求对电解液和导电砂轮相关参数进行了选取。在对二级活塞杆零件加工要求进行分析和对电化学磨削加工方法进行研究的基础上,针对外圆磨削机床MG1420G的结构进行了符合电化学磨削加工的数控改造。有效提高了机床系统的加工精度和效率。机床控制系统采用PLC与触摸屏相结合的控制方式,并根据加工过程编写了PLC和触摸屏程序。电解电源是电化学磨削过程中的“动力”。本论文根据电化学磨削要求选取了适合二级活塞杆加工的脉冲电解电源。根据电化学磨削的机理和加工零件的要求,对电解电源内部的前级全桥移相软开关电路,后级脉冲发生电路和电源控制系统进行了分析和设计。通过MATLAB对设计的电解电源进行仿真,并取得预期结果。根据设计要求搭建了电化学磨削加工实验平台,经过安装调试后进行了二级活塞杆电化学磨削加工实验。通过加工实验验证了设计的合理性,并根据实验数据分析选择了适合二级活塞杆的部分加工工艺参数。
【图文】：

活塞杆结构,主要尺寸,二级,活塞杆

最后简要说明了本论文的主要研究内容。1.1 研究的背景和意义某机械厂生产的二级活塞杆是 B05、C05、CZ 二级伺服机构中的关键零件。该零件的主要功能是：高压油在伺服阀的控制下进入动作缸推动活塞杆做直线运动，同时活塞杆方槽带动与之配合的曲柄运动，将位置信号反馈给反馈点位计形成闭环控制。所以二级活塞杆加工质量的好坏直接影响整个二级伺服机构的工作性能。对二级活塞杆进行精密高效加工方法改造，是为了满足加工质量，降低生产成本，提高加工效率。目前该厂型号产品多，生产周期短，原加工方法成本高，效率低、质量难以保证，已不能满足生产的迫切需求，必须进行工艺改造，提高活塞杆的加工合格率和生产效率。本论文选择 C05 二级伺服机构中的二级活塞杆作为研究对象，如图 1.1 所示。该二级活塞杆外圆及方槽的精度要求非常高，材料为 20Cr，外圆尺寸公差为 0.02，外圆同轴度Φ0.005，圆柱度 0.01，表面粗糙度 Ra0.2，不允许有任何划伤，方槽两面的平行度 0.005，对轴线的垂直度为 0.005，方槽两面的粗糙度 Ra0.2。外圆表面淬火（50~55HRC）,外圆与方槽要求镀铬 7~12μ。

电化学加工,产品图

二级活塞杆外圆0.0424 7~12μ的镀履厚度，工艺要求镀履已达到 35~40μ,需要磨加工来保证镀履厚度要求用传统方式加工过程中外圆两端镀层厚度差达到了 20μ，无法满足镀层均匀度，返很高。综上所述，，为了提高二级活塞杆的生产质量和解决工厂生产瓶颈，急需解决活塞工合格率低、效率低、生产成本高的问题。针对二级活塞杆精密高效加工方法研究必然，意义和作用都非常巨大。本论文针对外圆磨床进行改造，采用以电化学磨削代替机械磨削加工外圆，彻底二级活塞杆外圆加工的问题，同时提高生产效率。.2 电化学加工方法电化学加工是利用电化学反应对金属材料进行加工的方法[1]，与机械加工方式相不会受到加工材料硬度、强度、韧性等的限制。电化学反应过程中离子与电子在电用下进行反应，从加工机理上讲电化学加工属于离子级别的加工。所以电化学加工易实现对零件的精密加工甚至可以做到纳米加工。电化学加工的主要特点是其加工非常光洁，如图 1.2 是两种通过电化学加工的产品零件。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG580.6

【参考文献】