人造大理石床身在电解加工设备中的应用.pdf

学术论文
RESEARCH
人造大理石床身在电解加工设备中的应用
pplication of Artificial Marble Lathe Bed in Electrochemical Machining Equipment
中航工业北京航空制造工程研究所范钰伟李初晔王颖
[摘要]介绍了电解加工设备中人造大理石床身一定的比例配制,通过搅拌机搅拌均匀后倒入模具,再
的材料特性及结构设计,并与铸铁床身进行了比较。通通过振床振动将配料中的气孔消除,自然凝固后即可获
过有限元法对人造大理石床身和铸铁床身进行分析,包得致密的人造大理石材料。
括模态分析、谐响应分析、对数衰减率计算以及瞬态响
灰铸铁(如HT200)因其流动性好、体收缩和线收
应分析。实践和理论分析结果均表明,人造大理石是作缩小、综合力学性能良好、抗压强度比抗拉强度高3-4
为电解加工设备床身基座的优良材料。
倍,吸振性良好等优良性能,是优良的设备床身材料。
关键词:人造大理石床身电解加工有限元分但是电解加工设备具有一定的特殊性,由于电解液的腐
析
蚀、电场杂散腐蚀以及由微电池作用造成的电化学腐
m略 ABSTRACT1 This article is aimed to introduce蚀,使得电解加工设备不能使用灰铸铁作为设备的床
ial properties and structural design of the artificial E
marble lathe bed in electrochemical machining equip
人造大理石材料与铸铁材料特性对比如表1所示,
ment, and compare with the iron lathe bed. The properti
人造大理石是有效的绝缘体,绝热性能良好,具有较强
of artificial marble lathe bed and iron lathe bed are com-的耐腐蚀性,易于保证加工精度,结构可设计性优于铸
paratively analyzed by finite element method, including铁材料,减振效果、热稳定性比铸铁明显提高,阻尼特性
modal analysis, harmonic response analysis, calculation of更是铸铁材料的十几倍。因此,将人造大理石床身作
the logarithmic decrement rate and transient analysis.The为电解加工设备的床身,经过合理的结构布局,能大大
results of practical and theoretical analysis show that the提高电解加工设备的耐腐蚀性,减少热变形,降低设备
artificial marble is a fine material for working the electro-的振动,从而提高电解加工设备的有效使用寿命、可靠
chemical machining equipment lathe bed
性和精度。
Keywords: Artificial marble lathe bed Electro-
人造大理石铸件浇铸的方式是常温浇铸,浇铸时各
chemical machining Finite element analysis
种化学原料之间将会产生放热反应,但最高温度一般不
会超过45℃,常温浇铸有以下两个优点。
电解加工是一种电化学加工方法,是继电火花加工
1)高度的设计包容性:可以在矿物铸件中铸人走
之后发展较快、应用较广的一种特殊加工技术,广泛应线用PVC管、空/液压管、冷却液管等使机床的结构变
用于兵器、航空航天等制造领域的难切削材料及复杂结得紧凑、成本降低,而且在人造大理石铸件中铸入管道、
构的加工。电解加工设备由于其特殊的工作条件和恶箱体等不但可以降低铸件重量,还可以增加人造大理石
劣的工作环境,与一般的切削机床及电火花机床相比,铸件的刚性。
其稳定性、可靠性的影响因素较多。国内以前生产的电
2)铸件凝固以后,内部应力小,收缩性极小,内部
解机床故障率一般比较高,停机率在50%左右,而国收缩率约为0.03%。
外的停机率在10%以下。一般电解加工设备床身大
多采用焊接结构件或铸件,但是电解设备电解液具有较2人造大理石床身的设计
强的腐蚀性、电极导电性,因此金属床身腐蚀明显,严重
在设计人造大理石床身时应该避免过薄的壁厚、影
影响设备的精度、寿命及美观。为提高设备质量,必须响脱模的倒锥、较高的拉应力、冲击载荷、离边太近的孔
合理选择床身材料并布置床身结构。
等。人造大理石的壁厚取决于两个因素:一是材料本身
的性能,根据填料的颗粒状况来决定壁厚;二是根据刚
人造大理石特点
性要求设计壁厚。针对某型号电解加工设备的工作状
人造大理石由尺寸不同的天然大理石粉末、填充况及输入要求,结合人造大理石铸造的工艺要求,对人
物、环氧树脂、固化剂等材料组成。将各种组成材料按造大理石床身的结构设计如下。
90航空制造技术·2014年第12期
万方数据