【摘要】：二級(jí)活塞桿是二級(jí)伺服機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零件,它的加工質(zhì)量直接影響了二級(jí)伺服機(jī)構(gòu)的工作性能。針對(duì)傳統(tǒng)磨削加工方法成本高,效率低、質(zhì)量難以保證的情況,本論文在其外圓磨削加工機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行電化學(xué)磨削加工方法的研究。電化學(xué)磨削加工是通過將電解加工與磨削加工相結(jié)合的一種復(fù)合加工方法。本論文在對(duì)法拉第定律進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,分析了電解加工原理、電解過程中的電極極化現(xiàn)象和金屬鈍化現(xiàn)象,由此引出通過砂輪磨削去除金屬鈍化膜的電化學(xué)磨削加工方法。根據(jù)電化學(xué)磨削加工的機(jī)理和特點(diǎn),選取了適合二級(jí)活塞桿加工的方法,并分析了影響電化學(xué)磨削加工的相關(guān)參數(shù)。同時(shí)根據(jù)電化學(xué)磨削原理分析了電解液和導(dǎo)電砂輪在電化學(xué)磨削中的作用和影響,并根據(jù)電化學(xué)磨削要求對(duì)電解液和導(dǎo)電砂輪相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了選取。在對(duì)二級(jí)活塞桿零件加工要求進(jìn)行分析和對(duì)電化學(xué)磨削加工方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)外圓磨削機(jī)床MG1420G的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了符合電化學(xué)磨削加工的數(shù)控改造。有效提高了機(jī)床系統(tǒng)的加工精度和效率。機(jī)床控制系統(tǒng)采用PLC與觸摸屏相結(jié)合的控制方式,并根據(jù)加工過程編寫了PLC和觸摸屏程序。電解電源是電化學(xué)磨削過程中的“動(dòng)力”。本論文根據(jù)電化學(xué)磨削要求選取了適合二級(jí)活塞桿加工的脈沖電解電源。根據(jù)電化學(xué)磨削的機(jī)理和加工零件的要求,對(duì)電解電源內(nèi)部的前級(jí)全橋移相軟開關(guān)電路,后級(jí)脈沖發(fā)生電路和電源控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。通過MATLAB對(duì)設(shè)計(jì)的電解電源進(jìn)行仿真,并取得預(yù)期結(jié)果。根據(jù)設(shè)計(jì)要求搭建了電化學(xué)磨削加工實(shí)驗(yàn)平臺(tái),經(jīng)過安裝調(diào)試后進(jìn)行了二級(jí)活塞桿電化學(xué)磨削加工實(shí)驗(yàn)。通過加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析選擇了適合二級(jí)活塞桿的部分加工工藝參數(shù)。
【圖文】：

最后簡(jiǎn)要說明了本論文的主要研究內(nèi)容。1.1 研究的背景和意義某機(jī)械廠生產(chǎn)的二級(jí)活塞桿是 B05、C05、CZ 二級(jí)伺服機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零件。該零件的主要功能是：高壓油在伺服閥的控制下進(jìn)入動(dòng)作缸推動(dòng)活塞桿做直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)活塞桿方槽帶動(dòng)與之配合的曲柄運(yùn)動(dòng)，將位置信號(hào)反饋給反饋點(diǎn)位計(jì)形成閉環(huán)控制。所以二級(jí)活塞桿加工質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)二級(jí)伺服機(jī)構(gòu)的工作性能。對(duì)二級(jí)活塞桿進(jìn)行精密高效加工方法改造，是為了滿足加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高加工效率。目前該廠型號(hào)產(chǎn)品多，生產(chǎn)周期短，原加工方法成本高，效率低、質(zhì)量難以保證，已不能滿足生產(chǎn)的迫切需求，必須進(jìn)行工藝改造，提高活塞桿的加工合格率和生產(chǎn)效率。本論文選擇 C05 二級(jí)伺服機(jī)構(gòu)中的二級(jí)活塞桿作為研究對(duì)象，如圖 1.1 所示。該二級(jí)活塞桿外圓及方槽的精度要求非常高，材料為 20Cr，外圓尺寸公差為 0.02，外圓同軸度Φ0.005，圓柱度 0.01，表面粗糙度 Ra0.2，不允許有任何劃傷，方槽兩面的平行度 0.005，對(duì)軸線的垂直度為 0.005，方槽兩面的粗糙度 Ra0.2。外圓表面淬火（50~55HRC）,外圓與方槽要求鍍鉻 7~12μ。

二級(jí)活塞桿外圓0.0424 7~12μ的鍍履厚度，工藝要求鍍履已達(dá)到 35~40μ,需要磨加工來保證鍍履厚度要求用傳統(tǒng)方式加工過程中外圓兩端鍍層厚度差達(dá)到了 20μ，無法滿足鍍層均勻度，返很高。綜上所述，，為了提高二級(jí)活塞桿的生產(chǎn)質(zhì)量和解決工廠生產(chǎn)瓶頸，急需解決活塞工合格率低、效率低、生產(chǎn)成本高的問題。針對(duì)二級(jí)活塞桿精密高效加工方法研究必然，意義和作用都非常巨大。本論文針對(duì)外圓磨床進(jìn)行改造，采用以電化學(xué)磨削代替機(jī)械磨削加工外圓，徹底二級(jí)活塞桿外圓加工的問題，同時(shí)提高生產(chǎn)效率。.2 電化學(xué)加工方法電化學(xué)加工是利用電化學(xué)反應(yīng)對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的方法[1]，與機(jī)械加工方式相不會(huì)受到加工材料硬度、強(qiáng)度、韌性等的限制。電化學(xué)反應(yīng)過程中離子與電子在電用下進(jìn)行反應(yīng)，從加工機(jī)理上講電化學(xué)加工屬于離子級(jí)別的加工。所以電化學(xué)加工易實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的精密加工甚至可以做到納米加工。電化學(xué)加工的主要特點(diǎn)是其加工非常光潔，如圖 1.2 是兩種通過電化學(xué)加工的產(chǎn)品零件。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG580.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2557656