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大口径膛线电解加工机床系统关键技术研究

赵刚刚  

【摘要】：电解加工机床系统的可靠性是保证大电流、高流速、小间隙电解加工生产正常进行的前提。大口径炮混合膛线加工时两轴联动,必须采用旋转导电、旋转密封,因此可靠导电成为关键技术之一；大口径炮身管长,加工时间长；线槽深、缠角大,加工电流大,单位时间产生的蚀除产物多,维持电解液池中电解液浓度、温度、洁净度恒定的困难比一般电解加工显得更为突出。 本文针对大型电解加工机床系统的导电和电解液供给系统中的关键技术进行了深入探讨： 1)设计了带电刷的旋转导电轴,进行了导电铜排选型,对铜排布置间距采用有限元分析,确定了电动力； 2)针对加工过程中最易形成瓶颈的电解液过滤问题,以大口径身管膛线为主要加工对象,设计电解液池,分析电解液池各个结构设置； 3)为提高生产中维持电解液浓度需要现场对添加电解质量进行计算的速度和精度,通过在MATLAB、COMSOL中编程实现拉格朗日插值,得到不同温度下比密度-浓度的函数组,编写电解浓度配比的参数化程序,并提出自动控制电解液浓度的方案,最后通过LabVIEW程序在前面版为用户提供操作界面； 4)设计了基于LabVIEW和USB6009数据采集卡的湿度测控系统,实现对加热时间温度的采集、计算、显示和控制。

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 电解加工的原理及特点8-9
• 1.2 膛线电解加工9-10
• 1.3 电解加工机床系统的发展概况10-11
• 1.4 课题开展的背景11-12
• 1.5 课题的主要内容12-14
• 2 机床导电部件设计14-26
• 2.1 机床系统总体设计14-16
• 2.2 电解加工机床工作电源电的接入16-18
• 2.2.1 确定导电轴参数17
• 2.2.2 导电轴及配套件的设计17-18
• 2.3 导电铜排选型18-19
• 2.4 基于COMSOL导电铜排布置间距计算19-24
• 2.4.1 有限元方法和COMSOL介绍19-20
• 2.4.2 基于COMSOL导电铜排布置间距计算20-24
• 2.5 铜排的安装24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 3 电解液净化26-42
• 3.1 电解加工电解液系统分析26-28
• 3.1.1 电解产物生成速度及沉淀速度26-27
• 3.1.2 电解产物的成分及其形成的污泥层高度27-28
• 3.2 沉淀池结构设计和参数计算28-30
• 3.2.1 结构方案28-29
• 3.2.2 关键参数计算29-30
• 3.3 基于COMSOL的电解液沉淀池电解液流速分析30-37
• 3.4 基于LabVIEW的电解液沉淀池功能模拟及其参数化设计的实现37-39
• 3.5 过滤部分设计39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 电解液成份参数化设计42-50
• 4.1 电解液配制调整方法现状42-43
• 4.2 电解液配制方法及程序设计43-48
• 4.3 程序计算结果验证48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 电解液温度控制50-58
• 5.1 温度对电解加工精度的影响50
• 5.2 温度控制方法50-51
• 5.3 大口径炮管膛线电解加工温度控制方面需要解决的问题51-52
• 5.4 温度、采集记录、控制设计52-54
• 5.5 程序设计54-57
• 5.6 本章小结57-58
• 6 结论58-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63-64
• 致谢64-67
• 附录Ⅰ67-68
• 附录Ⅱ68-70
• 附录Ⅲ70-71
• 附录Ⅳ71