针对高速钢轧辊材质的修复问题,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统研发工作。基于普通外圆磨床的机床,以S7-200 SMART系列PLC为控制器对阴极进给系统、电解液供液系统和加工系统进行控制。其次,展开高速钢轧辊材质电解磨削装置控制系统的硬件、软件以及人机交互设计,该控制系统具有自动对刀、故障检测等模块化功能。再者,对加工间隙控制提出了一种带修正因子的模糊控制器-PI双模控制方法,建立MATLAB/Simulink仿真模型,其结果表明该控制方法效果理想,鲁棒性强,可整定控制器增益参数,并将该算法编程于PLC中,最终可实现加工间隙控制过程稳态误差小、超调小、响应快、稳定性好。最后,展开预实验,探究了加工间隙以及温度对加工电流的关系,结果表明加工电流随加工间隙的增加而减小,随温度的升高而增加。

为进一步改善短电弧铣削加工间隙排屑情况,采用内外冲液组合式,通过Fluent对其进行仿真分析,得到了流场压力、速度和蚀除颗粒分布规律。分析不同冲液方式、冲液压力和电极转速对极间间隙流场特性的影响规律,并进行单因素试验。以MRR、TWR为评价指标,找出短电弧铣削加工性能的最佳参数。

针对短电弧铣削加工过程中出现的电弧响应速度慢、频繁短路、拉弧等与间隙放电特性有关的问题,采用对加工间隙进行放电波形采集、提取、分析以及对间隙放电状态进行分类的方法,进行间隙放电特性的研究。实验结果直观地反映了不同放电状态下间隙放电波形和加工效果的差异,为改善加工效果提供了参考。