微射流悬浮喷液供给系统的设计与实现

发布时间：2017-12-03 18:02

  本文关键词：微射流悬浮喷液供给系统的设计与实现

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【摘要】：超光滑表面抛光技术是晶体材料获得纳米级粗糙度表面的主要手段,而影响抛光精度的主要因素是微射流抛光液的温度、压力、流速。本系统在保证晶体材料抛光质量可靠性的前提下,开发了基于PLC控制的具有人机交互界面的微射流悬浮喷液供给系统。研究内容包括系统的结构设计、硬件电路设计、PLC软件程序设计,设计了一种对抛光液恒温、恒压、恒流供给的仪器。新研制微射流供给系统作用于五轴加工中心,实现了晶体材料高效率、超光滑表面加工。本文作者根据微射流悬浮喷液供给系统的设计要求,主要针对以下几个方面进行了研究:1.温度控制方面:温度是影响抛光液性能稳定的关键因素,为了保证抛光液活性的极大值,系统工作过程中我们需要对温度维持恒定。本系统温控模块采用超调制冷热补偿方法对系统进行温度精密调节,克服了系统惯量大致使系统延时较长,温度波动较大的缺点,实现了温度精密调节,取得了良好闭环控制效果,温度控制范围为15℃~35℃,精度优于0.1℃。2.抛光液供给系统液压控制方面:理论研究表明,液流空化过程中产生的空泡在破裂过程中,瞬间产生高温、高压有利于水体进行自然水解和键合反应的进行。而压力的大小影响着液流空化过程。本系统基于PLC中心控制,通过对压力传感器、流量传感器的信息采集,反馈控制各类控制阀,实现了压力在0~3bar连续可调的恒压供给。3.流量控制方面:本文通过实验,对流量、压力传感器的信号进行采集。实验表明,在0~3bar的压力范围内,流量和压力成线性关系,这也说明我们可以通过压力的控制实现流量的控制。4.结构设计方面:抛光液储存罐体采用浴锅的设计。抛光液置于内胆中,内胆通过盛有去离子水的中间夹层进行浴热。夹层中的去离子水与半导体制冷模块连接形成通路,本文采用四个二位三通换向阀对管路进行不同的切换,根据系统需求,实现不同形式能量的获得。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH705;TH74
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本文编号：1249534