隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ，許多精密產(chǎn)品的生產(chǎn)制造都要求具有特定的工作環(huán)境。本項目研發(fā)的鎂合金轎車輪轂等溫擠旋成形裝置 ，就要求在250 ℃左右的液態(tài)介質(zhì)中加工 。通過密封的液態(tài)恒溫槽使輪轂在某介質(zhì)中的適當(dāng)溫度下等溫成形 ，這樣的成形技術(shù)既增加了輪轂的變形區(qū)范圍，又減小了變形溫度的波動幅度。變形區(qū)范圍增大，則變形路徑更趨合理溫度波動幅度減小,則變形金屬內(nèi)部由于變形不均勻而引起 的組織性能的差異也隨之減小 ，顯著提高了產(chǎn)品的塑性，減小了成形后殘余應(yīng)力 ，改善了產(chǎn)品的質(zhì)量和精度為此項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了保障。此次設(shè)計的恒溫槽 ，可對實際乃至未來設(shè)備的生產(chǎn)提供一個較大的發(fā)展空間。
1.恒溫油槽 的系統(tǒng)組成及工作原理
等溫擠旋成形技術(shù)是一項綜合了旋壓 、鍛造、擠壓 、拉伸 、彎曲和滾壓等工藝特點的少無切削加工的先進(jìn)工藝 。依據(jù)等溫擠旋成形工藝設(shè)計出的裝備。新工藝的特點之一要求工件在液態(tài)介質(zhì)中等溫加工 ，因而恒溫油槽的合理設(shè)計是裝備中的關(guān)鍵技術(shù)之一。
恒溫油槽是一個為金屬熱加工提供工作環(huán)境的系統(tǒng)。系統(tǒng) 由油槽 、加熱器、攪拌機(jī) 、溫度傳感器和控制電路組成 。
首先通過油泵 把油經(jīng)輸油管泵到加熱槽中加熱 ，電動機(jī) 帶動漿葉攪動油流 ，油流充分混合溫度達(dá)到均勻一致 ，然后通過油路 進(jìn)入油槽 ，zui后經(jīng)過油路流回到加熱槽 ，實現(xiàn)供 油循環(huán) 。油流在油槽 中通過控制系統(tǒng)達(dá)到合適的流速 ，以保證它在油槽 中溫度均 勻且 穩(wěn)定 不 變 。在加熱槽底部設(shè)有儲油箱，若需 清理儲油箱中的油 ，可通過油泵和放液閥抽離儲油箱。若加熱槽溫度需快速下降 ，可打開閥門 ，把槽中部分高溫油放人儲油箱后 ，再用油泵將冷油經(jīng)輸油管泵人槽內(nèi)。
加熱電阻絲在加熱槽中放置應(yīng)注意以下幾點：
（1） 電阻絲的分布應(yīng)該符合恒溫槽傳導(dǎo)熱量的比率 ，這樣才能使溫度場分布均勻且穩(wěn)定 。
（2）要減小 電阻絲通過電流時可能產(chǎn)生的附加干擾磁場。可以用雙線法繞制。
（3）加熱 電阻絲必須緊密貼合在槽上 ，這樣才能使熱量迅速傳遞給恒溫槽 。并且加熱電阻絲和恒溫槽之間應(yīng)該絕緣 ，可以在加熱電阻絲繞制好后在其上噴上清漆或其他絕緣膠。
（4 ）加熱電阻絲的安裝必須注意與測溫元件之間的相對位置 ，使它們之間的分布溫度滯后zui小。
2恒溫油槽的控制原理
恒溫油槽的控制系統(tǒng)選擇at89c52 單片機(jī)為控制器。在加熱槽內(nèi)設(shè)有兩組電加熱器（p1 = 50 kw ，p2=2 500 w ） 、攪拌器和 pt 100 的溫度傳感器 。
啟動電加熱器p1，1h 后恒溫槽內(nèi)溫度可達(dá)額定溫度tm= 250 oc 左右 。恒溫槽允許的溫度范圍 （一1％ ）tn≤t≤（1％）tn。溫度傳感器將目前槽內(nèi)溫度變換成微小電壓 ，經(jīng)放大器lm 124放大后，得到0 ～5v 輸出電壓 ,該模擬輸出電壓經(jīng) a／d 轉(zhuǎn)換器 tlc2543轉(zhuǎn)換成數(shù)字量供微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行采集。
恒溫槽開啟加熱達(dá)到額定溫度后 ，微機(jī)系統(tǒng)開始采集和處理恒溫槽的溫度 。即定時檢測 、顯示和處理恒溫槽的溫度。微機(jī)系統(tǒng)每隔1min ，通過4位led數(shù)碼管顯示當(dāng)前檢測溫度值 ，另4位led 數(shù)碼管顯示設(shè)定值 。通過顯示值判斷 ，若槽溫在允許范圍內(nèi)，則切斷p1，投入 p2，且綠色指示燈亮 。若槽溫 ≥（+3％）tm時 ，則切斷 p ，紅色指示燈亮 ，且連續(xù)發(fā)出f=1000hz的聲音報警 。取出槽內(nèi)熱處理工件 ，等待機(jī)檢查系統(tǒng)故障。故障消除后停止聲光報警 ，重新啟動系統(tǒng)工作。
著恒槽溫t≤（一3％） 時 ，同時投入p1、p2，黃色指示燈亮,且連續(xù)發(fā)出f=500hz的聲音報警。待槽溫升至允許范圍后 ，切斷p1,保留p2,停止聲光報警 ，系統(tǒng)繼續(xù)工作。
由于油槽要求使用溫度范圍寬（0 —350 oc ） ，控制精度（0.1 oc ） ，a／d 電路必須達(dá)到很高 的分辨率才能滿足要求。我們選用tlc2543 ，該芯片具有12位轉(zhuǎn)換精度速率 ，并行輸出接口。a ／d 轉(zhuǎn)換的量化誤差為250 ℃／4 096 =0．06 ci= ，基本可 以滿足控制精度的要求。控制系統(tǒng)以at89c52 單片機(jī)為核心，89c52 屬于mcs一51單片機(jī)的改進(jìn)型 ，是 一種低電壓高性能cmos8 位微控制器 。片內(nèi)置通用8位*處理器和flash存儲單元 ，大大簡化了單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 。