出或由实验确定。
[0043] 超声振动系统在电解加工中起到辅助作用，能有效提高电解加工效率，工具电极 13所需振幅一般在0.01~0.1mm。通过对工具电极13位置进行动态快速测量，同步斩波器8 产生关闭与开通的斩波信号，控制所述电解加工系统的开通与关断，使电解加电与所述工 具电极8的超声频振动实现同频、同步，提高电解加工工件的效率。在实际电解加工中，工件 16进给速度的大小往往影响到加工间隙的大小，即影响着工件尺寸和加工精度δ。其电解加 工规律如下：
[0044] 电解加工系统中，在电解加工开始时，加工工件16与工具电极13起始间隙为Δ 0， 通电后，加工间隙
逐渐增大，由关系式知，工件蚀除速度
将 逐渐减小，为保证电解加工持续进行，伺服进给系统带动加工工件16W恒定速度uc向工具 阴极13进给，贝阳日工间隙逐渐减小。随着时间推移，当工件蚀除速度Ua达到工件进给速度Uc， 即两者达到动态平衡Ua = Uc时，加工间隙端面平衡间隙
在电解达到平衡状态 时，电解液参数、工件材料、电压均保持不变，即η ω σ化=C(常数），则工件蚀除速度
由此说明，电极间隙愈小工件蚀除速度愈大，但间隙过小将引起火花放电或者电解产物的 排泄不杨，反而降低蚀除速度或已被脏污堵死而引起短路。
[0045] 起始间隙Δ 0-般与端面平衡间隙Δ b差距很大，为了减少过渡时间，加工开始前， 通过控制伺服电机23带动加工工件16迅速W上移动，尽量减少起始加工间隙。
[0046] 在电解加工过程中，加工区电流巧
若电流传感器检测6到异常大电流时， PLC装置30将迅速动作，控制电磁阀开关7开路使电解加工系统断电保护工具电极13和加工 工件16不被烧毁。
[0047] W上优选的实施例仅用对本实用新型技术方案的详细说明，并未限制本实用新型 的【具体实施方式】，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型构思的前提下，可 W对本实用新型的技术方案的简单修改或替换，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，包括超声振动系统、电解加工系 统、同步斩波系统、伺服进给系统、短路保护系统、电解液循环系统、在线参数调节系统、PLC 装置(30); 所述超声振动系统包括超声电源（2)、压电式换能器（9)、压电陶瓷片（10)、变幅杆 (11)、工具电极（13);所述电解加工系统包括数字存储示波器(3)、脉冲电源(4)、限流电阻 (5)、电流传感器(6)、电压传感器(27)、加工工件（16);所述同步斩波系统包括同步斩波器 (8)、激光微位移传感器(12)、超声振动测量基准片（14); 所述伺服进给系统包括Z进给机构、X进给机构(24)、Y进给机构(25)、电机驱动器(31)、 升降台（22)、工作台（15)、位移传感器（19)，所述Ζ进给机构包括伺服电机(23)、减速器、滚 珠丝杠 (21);所述短路保护系统设有电磁阀开关(7); 所述电解液循环系统包括温度传感器（28)、电导率传感器（29)、纯净水（32)、电解质 (33)、储液槽(37)、出液管(39)、进液管(40);所述在线参数调节系统设有控制计算机(1); 所述超声振动系统中，压电式换能器(9)与超声电源（2)连接，变幅杆（11)一端与压电 陶瓷片（10)连接，另一端连接工具电极（13)，超声电源产生连续可调的超声频交变电信号， 经过压电式换能器、压电陶瓷片和变幅杆转换放大后传递至工具电极，工具电极的端面产 生同频超声频机械振动，并作用于加工工件（16)，加工工件置于设有电解液的工作台（15) 内； 所述电解加工系统中，限流电阻（5)分别连接变幅杆与脉冲电源，所述脉冲电源(4)分 别连接数字存储示波器(3)、电流传感器(6)，电流传感器也连接于数字存储示波器，数字存 储示波器(3)与控制计算机(1)连接，电压传感器(27) -端连接PLC装置(30)，另一端连接工 具电极(13)与加工工件(16); 所述同步斩波系统中，激光微位移传感器（12)位于超声振动测量基准片（14)上方，并 与同步斩波器(8)连接，对工具电极(13)位置进行动态快速测量； 所述伺服进给系统中，还包括支撑架（18)、装置底座(26)，Χ进给机构(24)固定于Υ进给 机构（25)，Υ进给机构固定于装置底座，支撑架置于工作台下方，并固定于X进给机构（24) 上;Ζ进给机构的伺服电机(23)安装于支撑架内，与减速器配套使用，伺服电机(23)由电机 驱动器(31)驱动运行，电机驱动器连接于PLC装置(30);所述升降台（22)、滚珠丝杠（21)均 置于支撑架的内部空腔，滚珠丝杠(21)穿过升降台中部与伺服电机连接，并在伺服电机的 驱动下，带动升降台上下移动;所述工作台（15)正下方设有工作台底座（17)，工作台底座插 入支撑架的内部空腔，并置于升降台上方，升降台上下移动，带动工作台作Ζ向进给移动，工 作台（15)下方设置有可实现检测升降距离变化的位移传感器（19)，该位移传感器连接于 PLC 装置(30); 所述短路保护系统中，电磁阀开关(7)分别连接电流传感器(6)、同步斩波器(8)，且电 磁阀开关与电流传感器一并连接于PLC装置(30); 所述电解液循环系统中，温度传感器（28)与电导率传感器（29)-端分别与工作台连 接，用于检测工作台（15)内电解液的温度与分析电解液的电解质的成分对比，另一端均连 接于PLC装置(30);纯净水(32)与电解质(33)的容器下分别设有纯净水电磁阀开关(34)、电 解质电磁阀开关(35);工作台（15)与储液槽(37)通过出液管(39)与进液管(40)连接，出液 管上设有出液管电磁阀开关(36)，进液管上设有离心栗(42)与过滤器(41)，离心栗由栗用 电动机(43)控制，栗用电动机、纯净水电磁阀开关、电解质电磁阀开关、出液管电磁阀开关 均连接于PLC装置(30)，进液管与出液管的端口分布于储液槽(37)内两端，两端口之间设有 过滤网（38 )，有效过滤掉电解加工排除的颗粒杂物； 所述在线参数调节系统中，控制计算机（1)连接超声电源(2)、数字存储示波器(3)、激 光微位移传感器（12)、PLC装置(30)，通过实时采集实验加工过程数据，对加工过程进行实 时参数数据的调节。2. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述的工作台 (15)与储液槽(37)选用防腐蚀强的花岗岩或耐蚀水泥制作。3. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述的过滤网 (38)采用筛孔尺寸为Φ0.07-0.15mm的尼龙丝网。4. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述电解液离 心栗(42)优选多级离心栗。5. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述电解质优 选硝酸钠，电解液选用质量分数为5%的硝酸钠水溶液，其中均参入碳化硼W10微粉。6. 根据权利要求1所述的超声调制微细电化学加工实验系统，其特征是，所述的电解加 工系统中电磁阀开关(7)为常闭开关，灵敏度高，起到短路快速切断作用。
【专利摘要】超声调制微细电化学加工实验系统，包括超声振动系统、电解加工系统、同步斩波系统、伺服进给系统、短路保护系统、电解液循环系统、在线参数调节系统。本实用新型工作台由伺服电机带动进给，加工间隙与加工速度可控制调节；通过超声频振动作用消除电解钝化膜，改善加工间隙；电解液的配置可根据实验要求实时调节控制，电解液循环流动更新，冲走热量及电解产物；本实用新型电解极间电流被实时检测，能及时切断电解加工回路的电流，有效防止短路造成的损坏。本实用新型将超声辅助、伺服进给、短路保护、恒参数控制、在线参数调节功能结合于一体，实现微细电解加工过程的在线配置调节，保证了加工过程的安全稳定，有效提高工件的加工效率和加工质量。
【IPC分类】B23H5/14, B23H5/12, B23H5/06
【公开号】CN205183985
【申请号】CN201520965040
【发明人】朱永伟, 杨大师, 张宇, 顾翔, 孙继欣
【申请人】扬州大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月27日