一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置制造方法及图纸

一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，包括电导率检测模块、纯净水加注模块、反馈控制装置、电解电源、电解‑力流变抛光机和电解‑力流变抛光液，的电解‑力流变抛光机的抛光槽中加注有电解‑力流变抛光液，抛光机旋转驱动抛光槽并带动抛光液与工件产生相对运动，电解电源在抛光中可以对工件进行电解；电导率检测模块的检测端位于电解‑力流变抛光液中，纯净水加注模块位于电解‑力流变抛光机的侧边，电导率检测模块、纯净水加注模块均与反馈控制装置连接。本发明专利技术在抛光过程中保持电解‑力流变抛光液的含水百分比稳定，主动精准调控力流变抛光液的流变性能和导电性能，保障装置在工作过程中抛光性能稳定，实现复杂曲面超精密加工。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置
本专利技术属于超精密加工领域，涉及一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，以实时监测电解-力流变抛光液的电导率为依据，对电解-力流变抛光液的含水百分比进行调节，以精确调控电解-力流变抛光液的导电性能和流变性能，保障抛光过程中电化学作用与机械去除作用的平衡，实现复杂曲面绿色、稳定、高效、高质量加工。
技术介绍
近年来，随着世界经济的快速发展，科学技术不断取得新进展和突破，各类科技产品的表面形状也越来越向曲面甚至复杂曲面发展，进一步增加了其超精密加工的难度。多曲率曲面组成的复杂曲面已经广泛成为车辆运输、航海、航天、能源、模具、医疗器械等领域工业产品及其零部件的工作面。例如，航空发动机的叶轮通常采用复杂的变曲率截面设计，以维持气流稳定，减少气流能量损失，提高工作效率，比如平板叶片、圆弧窄叶片、圆弧叶片、平板曲线后向叶片等。而叶片表面缺陷会造成气流扰动、发热量增大、推力减小等问题，严重制约了我国航天技术的发展。超精密抛光作为精密复杂曲面零件加工的最后一道工序，直接决定了零件的几何精度和形状误差，更是决定零件质量和使用寿命的关键。因此，如何提高复杂曲面的抛光质量，实现复杂曲面高精度加工成为亟待解决的问题。目前面向复杂曲面加工开发的技术主要有磁流变抛光、电解抛光、剪切增稠抛光等，下面对各抛光技术进行简要介绍：1)磁流变抛光。磁流变抛光是磁场辅助抛光的一种，利用磁流变液在磁场中的流变特性对工件进行抛光。当抛光轮上的磁流变液被传送至工件与抛光轮形成的小空隙附近时，抛光液形成柔性“固着磨具”，在工件表面与之接触的区域产生很大的剪切力，从而使工件的表面材料被去除。但是，磁流变抛光无法加工磁性金属，且磁流变抛光装备和加工液价格昂贵，不适合大批量加工。2)电解抛光。以金属工件为阳极，在适宜的电解液中进行电解，由于电流存在尖峰效应，在工件表面的毛刺和凸起部分电流密度较大，相应的溶解速度也大，因而起到了平整抛光的作用。但是电解抛光完全依赖电解溶解，去除效率较低。同时抛光过程中面型精度无法保障。3)剪切增稠抛光。剪切增稠抛光过程中，工件与剪切增稠液二者之间相对运动，剪切增稠液与工件接触部分受剪切作用发生剪切增稠现象，接触区域的剪切增稠液粘度增大，分子间结构发生改变，呈现类似固体的性质，增强了固态粒子对磨粒的把持作用，形成剪切层，磨料对工件表面的微突峰产生微切削作用实现工件材料去除来达到抛光的效果。目前，剪切增稠抛光的加工效率和表面完整性均有待提高。申请人所在团队申请了专利技术专利1：“基于非牛顿流体剪切增稠与电解复合效应的超精密抛光装置”，公开号CN104191340A，公开了一种普通的两电极电解机械抛光方法，其专利技术的装置通过电解和剪切增稠效应的协同作用来实现工件加工，但是存在不可避免的缺陷：1)该装置无法实时判定电解-力流变抛光液的流变性能和导电性能作出。2)抛光过程中随着抛光液与工件持续摩擦作用会产生大量的热，导致抛光液中的纯净水大量蒸发，抛光液的导电性能降低，电解作用减弱。3)随着纯净水的蒸发，抛光液流变性能提升，机械去除作用增强，最终导致电化学反应速率和机械去除作用不协同，抛光工件表面质量低。因此，亟需发展一种新的电解-力流变抛光液控性超精密加工技术，实现复杂曲面的绿色、高稳定性、高效率抛光。
技术实现思路
为了克服现有电解-力流变抛光过程中抛光液的流变性能和导电性能不易控制的问题，本专利技术提供一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，引入了抛光液电导率检测技术，通过电导率来判定抛光液中的含纯净水百分比，并通过纯净水自动加注装置来调节电解-力流变抛光液的含水百分比，从而实现抛光过中电解-力流变抛光液的导电性能和流变性能的精确调控，保障装置在工作过程中抛光性能稳定。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，包括电导率检测模块、纯净水加注模块、反馈控制装置、电解电源、电解-力流变抛光机和电解-力流变抛光液，所述的电解-力流变抛光机的抛光槽中加注有电解-力流变抛光液，抛光机旋转驱动抛光槽并带动抛光液与工件产生相对运动，所述电解电源在抛光中可以对工件进行电解，在工件表面生成一层易去除的电化学反应层；所述的电解-力流变抛光液可对工件表面的电化学反应层产生机械去除作用；所述电导率检测模块的检测端位于电解-力流变抛光液中，所述纯净水加注模块位于电解-力流变抛光机的侧边，所述电导率检测模块、纯净水加注模块均与反馈控制装置连接。进一步，所述的电解-力流变抛光液由具有力流变效应的非牛顿流体、纯净水、磨粒和电解质组成，各个组份的质量百分含量为：非牛顿流体20％～90％、纯净水1％～50％、磨粒2％～30％、电解质0.1％～10％。所述具有力流变效应的非牛顿流体包括但不限于多羟基聚合物溶液。所述磨粒包括但不限于金刚石、二氧化铈、二氧化硅、三氧化二铝中的一种或者含一种以上的组合。所述电解质包括但不限于硫酸钠、氯化钾、碳酸氢钠等一种或含一种以上的组合，含量为0.1％～10％。所述电解-力流变抛光液中含水百分比直接影响电解-力流变抛光液的流变性能。具体的，在抛光过程中由于电解-力流变抛光液中水的蒸发耗散，电解-力流变抛光液中的含水百分比降低，影响电解-力流变抛光液的流变性能和导电性能，电解-力流变抛光液含水率越低，流变性能和导电性能越差。再进一步，所述电导率检测模块包括电导率电极探头，电导率参数分析仪，电导率传输数据线；所述电导率仪电极探头安装在电解-力流变抛光机上，电导率仪电极探头插入电解-力流变抛光液内，电导率仪电极探头通过电导率传输数据线与电导率参数仪连接，所述电导率参数分析仪能够将电导率电极探头产生的电信号实时转化为电导率数据。更进一步，所述的反馈控制装置通过电导率传输数据线与电导率检测模块中的电导率参数分析仪连接，所述的反馈控制装置能够根据自主设定目标电导率，同时，反馈控制装置将实时的电导率与目标电导率进行比较，并产生不同的电流或电压信号。所述的纯净水加注模块包括纯净水存储器、水管、水泵、电磁阀、纯净水喷嘴和搅拌器，所述电磁阀与所述反馈控制装置上的电信号输入口通过导线连接，纯净水喷嘴的入水口通过水管与纯净水存储器连接，所述电磁阀根据反馈控制装置不同的电流或电压信号实现水泵的开关，实现纯净水向电解-力流变抛光液的加注操作，调节所述电解-力流变抛光液中含水百分比。具体的，当电导率过低时，电磁阀控制水泵打开，水泵实行一次加注纯净水操作，每次纯净水加注量为0.1-10毫升，并用搅拌器将纯净水与电解-力流变抛光液搅拌均匀。本专利技术中，针对不同抛光工件的材料特性，根据电导率主动调控适用于该工件材料特性的电解-力流变抛光液含水百分比，使抛光过程中电解作用与材料机械去除作用的平衡，从而保障抛光过程中的电解-力流变抛光液的流变性能和导电性能稳定，实现抛光工艺参数稳定可控。本专利技术的有益效果主要表现在：1.引入电导率检测模块，通过电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，其特征在于，包括电导率检测模块、纯净水加注模块、反馈控制装置、电解电源、电解-力流变抛光机和电解-力流变抛光液，所述的电解-力流变抛光机的抛光槽中加注有电解-力流变抛光液，抛光机旋转驱动抛光槽并带动抛光液与工件产生相对运动，所述电解电源在抛光中可以对工件进行电解，在工件表面生成一层易去除的电化学反应层；所述的电解-力流变抛光液可对工件表面的电化学反应层产生机械去除作用；/n所述电导率检测模块的检测端位于电解-力流变抛光液中，所述纯净水加注模块位于电解-力流变抛光机的侧边，所述电导率检测模块、纯净水加注模块均与反馈控制装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，其特征在于，包括电导率检测模块、纯净水加注模块、反馈控制装置、电解电源、电解-力流变抛光机和电解-力流变抛光液，所述的电解-力流变抛光机的抛光槽中加注有电解-力流变抛光液，抛光机旋转驱动抛光槽并带动抛光液与工件产生相对运动，所述电解电源在抛光中可以对工件进行电解，在工件表面生成一层易去除的电化学反应层；所述的电解-力流变抛光液可对工件表面的电化学反应层产生机械去除作用；
所述电导率检测模块的检测端位于电解-力流变抛光液中，所述纯净水加注模块位于电解-力流变抛光机的侧边，所述电导率检测模块、纯净水加注模块均与反馈控制装置连接。


2.如权利要求1所述的一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，其特征在于，所述的电解-力流变抛光液由具有力流变效应的非牛顿流体、纯净水、磨粒和电解质组成，各个组份的质量百分含量为：非牛顿流体20％～90％、纯净水1％～50％、磨粒2％～30％、电解质0.1％～10％。


3.如权利要求2所述的一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，其特征在于，所述具有力流变效应的非牛顿流体为多羟基聚合物溶液。


4.如权利要求2所述的一种基于电导率调控抛光液性能的电解力流变抛光装置，其特征在于，所述磨粒包括金刚石、二氧化铈、二氧化硅、三氧化二铝中的一种或者含一种以上的组合。


5.如权利要求2所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冰海，王佳焕，段世祥，傅琳，周亚峰，袁巨龙，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33