一种多功能简易电解加工实验教学平台

1.本实用新型属于特种加工技术领域，具体涉及一种多功能简易电解加工实验教学平台。


背景技术：

2.电解加工是基于阳极工件的电化学溶解作用实现材料去除的先进特种加工技术，是《特种加工》、《先进制造技术》等课程内容的重要组成部分，该技术主要用来解决各种难切削材料、各种复杂表面、各种超精或具有特殊要求的零件的加工问题，在工业生产中特别是航空、航天、能源及微电子元器件等领域的高科技装备中取得广泛的应用。
3.与传统机械加工相比较，电解加工机床设备结构及组成单元更为复杂，通常一套完整的电解加工的机床设备售价极为高昂，且维护成本较大，一般高校难以具备充足的教学资源。目前，很多高校仅依靠课堂理论教学开展电解加工相关内容的教学活动，学生无法真正理解电解加工原理及其工艺特点。因此，设计一个结构简单、操作方便、功能齐备的简易综合实验平台，对开展电解加工实践环节教学具有重要意义。


技术实现要素：

4.针对现有电解加工设备成本高昂、结构及组成单元更为复杂，一般高校难以具备相应教学资源的现状，本实用新型提出一种结构简单化、操作方便、功能齐备的简易综合实验平台，以满足电解加工的实践教学需求。
5.为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
6.一种多功能简易电解加工实验教学平台，其特征是，包括平台主体、电源、加工单元、压力表、流量计、调压阀、溢流阀、清液槽、过滤器、过滤泵、浊液槽、背压阀；所述平台主体为框架结构，其上部设有加工平台，其底部设有底板，所述底板的底部设有滚轮；
7.所述加工单元位于加工平台上，所述加工单元的进口处通过管道依次连接调压阀、溢流阀、清液槽，所述加工单元的出口处通过管道依次连接背压阀、浊液槽、过滤泵、过滤器；所述溢流阀处设置压力表、流量计，所述过滤器通过管道连接所述清液槽，所述浊液槽、清液槽、过滤泵、过滤器安装于平台主体的底板上。
8.进一步的，所述平台主体的加工平台后方设有示波器和示教屏。
9.进一步的，所述加工平台在加工单元处设有漏液孔，所述加工平台在漏液孔下方设有电解液托盘。漏液孔由多个微小孔组成，位于加工单元的正下方，拆卸时所残留的电解液经漏液孔流入电解液托盘中，不会影响其他加工元件。
10.进一步的，所述清液槽内设有用于加热电解液的加热器。
11.进一步的，所述清液槽外接有进液泵。
12.进一步的，所述加工平台后方设有显示清液槽内电解液温度的温度显示器。
13.进一步的，所述加工单元由上盖板和下底座组成，所述上盖板用于放置阴极工具，所述下底座用于放置阳极工件，加工时，上盖板、下底座严密配合，使电解液流经内部而不
泄漏。
14.本实用新型中：
15.1）电源、示波器及示教屏均放置于平台主体上方，方便教师演示和学生操作；压力表、流量计、调压阀、溢流阀、清液槽、进液泵、过滤器、过滤泵、浊液槽、背压阀之间均用管道连接，应保证结合严密，确保电解液不泄漏；电源为低电压、高电流的大功率电源，有恒压加工与恒流加工两种工作模式，可输出直流或脉冲信号参数，满足不同目标的实验教学需求；示教屏具有储存和播放功能，实验之初可播放实验要求、实验目的及操作规范等相关内容，实验过程中可记录电流、电压等试验参数；
16.2）清液槽、过滤器、过滤泵、浊液槽等，共同构成电解液过滤系统，将加工后浊液槽中的污浊电解液，由过滤泵经由过滤器输送至清液槽；加热器、温度数显器、进液泵、过滤泵等，共同组成电解液温控系统，通过加热器给电解液加热，通过进液泵和过滤泵的循环作用实现电解液均匀加热，温度数显器对电解液加热和循环过程进行监控，确保达到电解加工实验需要的温度范围；压力表、流量计、调压阀、溢流阀、清液槽、浊液槽、背压阀等，共同组成电解液供液系统，可通过调节溢流阀、调压阀、背压阀，实现压力表及流量计等参数的自由变化，满足电解加工实验过程对电解液压力、流速等参数的要求。
17.本实用新型的技术方案，有以下显著效果：
18.针对现有电解加工设备结构及组成单元复杂，不贴合实践教学这一现状，设计出一种多功能简易电解加工教学平台，在其结构更加小型化的基础上，具有完善的实验功能模块，更能直观的表达电解加工的实验过程，以及各加工参数对实验结果的影响；本实用新型的实验装置结构简单、功能齐全、参数灵活可调，可满足不同示范性、探索性、研究性等不同实验目的的教学需求。
附图说明
19.图1是本实用新型一种多功能简易电解加工实验教学平台的总体结构图；
20.图2是本实用新型平台主体的加工平台结构图；
21.图中：平台主体1、管道2、电源3、示波器4、加工单元5、示教屏6、压力表7、流量计8、调压阀9、溢流阀10、电解液托盘11、加热器12、清液槽13、进液泵14、过滤器15、过滤泵16、浊液槽17、背压阀18、滚轮19、操作按钮20、21、22、23、漏液孔24、温度显示器25、加工平台26、底板27。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明做进一步说明：
23.如图1所示，一种多功能简易电解加工实验教学平台，包括平台主体1、管道2、电源3、示波器4、加工单元5、示教屏6、压力表7、流量计8、调压阀9、溢流阀10、电解液托盘11、加热器12、清夜槽13、进液泵14、过滤器15、过滤泵16、浊液池17、背压阀18、滚轮19，示波器4与示教屏6分别放置于平台主体1的斜后框架内。清液槽13、过滤器15、过滤泵16、浊液槽17等组成电解液过滤系统，置于平台主体1的下侧。在加工单元5进出口处连接有背压阀18、压力表7、调压阀9、溢流阀10，其各部连接应保证加工过程中电解液不泄漏。
24.平台主体为框架结构，其上部设有加工平台26，其底部设有底板27，底板的底部设
有滚轮19，可方便推出展示。加工单元位于平台主体的正上方加工区域内（加工平台），示教屏置于加工平台的后方斜置；加工单元，由上盖板和下底座组成，阴极工具置于上盖板内，阳极工件放置于下底座中，加工时，上盖板和下底座应严密配合，使电解液流经夹具内部而不泄漏。
25.电解液过滤系统，由清液槽13、过滤器15、过滤泵16、浊液槽17等构成，将加工后浊液槽17中的污浊电解液由过滤泵16经由过滤器15输送至清液槽13。
26.电解液温控系统，由加热器12、温度数显器25、进液泵14、过滤泵16等组成，通过加热器给电解液加热，通过进水泵和过滤泵的循环作用实现电解液均匀加热，温度数显器对电解液加热和循环过程进行监控，确保达到电解加工实验需要的温度范围。
27.电解液供液系统，由压力表、流量计、调压阀、溢流阀、清液槽、浊液槽、背压阀等共同组成，可通过调节溢流阀、调压阀、背压阀，实现压力表7及流量计等参数的变化，满足电解加工实验过程对电解液压力、流速等参数的要求。在加工单元进口处，设置溢流阀，其一端接通清夜槽，用以调节进口压力；所述溢流阀一端连有流量计以及压力表，用以随时监控进口电解液的各项指标；在加工单元出口处，有一背压阀，用以调节出口压力。
28.图2是加工平台桌面图，包括加工平台26、电源3、示波器4、示教屏6、操作按钮20、21、22、23、漏液孔24。电源3放置平台主体的左上侧隔间，漏液孔24位于加工单元5的下方，用以存储多余电解液，防止其干扰加工（漏液孔下方设有电解液托盘，使拆卸时所残留的电解液经漏液孔流入电解液托盘11中，不会影响其他加工元件），各个操作按钮20、21、22、23分别对应不同的操作功能，位于平台主体1的上后方。
29.本实施例中，为电解加工实验教学平台，具体操作步骤如下：
30.步骤（1）：安装阳极工件及阴极工具
31.将加工单元5放置于电解加工平台主体1上，分别在上盖板和下底座上安装阴极工具和阳极工件，压紧上盖板和下底座，确保加工单元5的上盖板和下底座严密密封。检查各处连接管道，确保无泄漏，准备加工。
32.步骤（2）：开启电解液循环，调节电解液参数。
33.开启电解液循环系统，通过分别调节溢流阀10、背压阀18，调控流道内电解液参数，并通过压力表7以及流量计8实时监测电解液压力及流量等参数。
34.步骤（3）：开启电源，开始加工。
35.开启电源3，并快速调节电压、电流等参数，使其达到设定值。通过示波器4实时观察加工过程电压和电流信号的变化和波动情况，并将电流、电压信号传输到示教屏6。
36.示教屏6循环播放加工原理及加工过程，使学生能够更好的了解实验目的和实验原理。
37.步骤（4）：加工完成，取出式样。
38.加工完成后，去取出式样，放入超声清洗机中清洗，取出式样，对比不同加工电流、电压下工件的形状差异，进一步深刻理解电解加工原理。