电火花线切割加工中放电间隙状态的实时检测

通过对电火花放电状态的分析,提出了基于数字电路的电火花线切割(WEDM)放电间隙的实时检测方法。采用对单位时间内放电状态的统计,得到电火花线切割过程中各种状态的概率,为电火花线切割的智能控制提供控制依据。试验表明,该方法能有效检测WEDM加工中放电间隙的状态,为进一步研究WEDM智能加工控制系统提供了可靠的控制依据。     

基于时序分析的电火花线切割伺服进给状态

为研究电火花线切割加工中伺服进给状态,开发了一种间隙放电状态检测系统,对典型伺服进给状态下高速走丝电火花线切割加工过程进行了检测,并运用时序分析的方法对正常放电序列结构进行了辨识。研究结果揭示了电火花线切割加工中伺服进给状态与间隙放电状态之间的关系,为实现其高速,高质量加工提供了重要依据。     

利用FPGA PLL实现电火花加工放电状态检测系统时钟提高的方法研究

本文设计在原有设计输入时钟的基础之上,充分利用EP1C3T144C8FPGA芯片的锁相环PLL提高了微细电火花加工系统状态检测模块中各个脉冲状态计数器的输入时钟频率,使得FPGA系统能够有效利用放电击穿延时法进行间隙放电状态判断,为加工系统电极控制部分提供了可靠的保证。     

电火花放电状态检测技术研究及其意义

放电间隙状态好坏是进行伺服进给控制和脉冲电源白适应调整的基本依据,放电间隙状态检测环节是电火花加工设备中一个必不可少的重要组成部分,它的性能好坏直接影响到加工过程的稳定性和加工效率。本文着重探讨了电火花放电状态的检测技术,并就其意义展开讨论。     

基于放电检测和机器视觉技术的火花塞缺陷检测系统

为了减少传统人眼目测检测造成的误差,提高火花塞的缺陷检测效率,设计了1种基于放电检测技术和机器视觉技术的火花塞缺陷检测系统.火花塞缺陷检测系统由工控机、NI DAQ数据采集卡、IGBT驱动板、IGBT模块、点火线圈、分压模块和工业相机构成.利用脉宽调制技术和电磁感应原理,对火花塞施加电压,通过抓拍点火线圈电压输出下火花塞放电火花的位置信息,检测火花塞陶瓷件是否存在缺陷.试验结果表明:该火花塞缺陷检测系统输出的放电高电压安全可测,检测精度更是高达95％,满足了火花塞缺陷检测的实际应用需求.     

并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源

为了提高微细电火花线切割(WEDM)效率和表面质量，应用并联谐振电路原理，研究出新型的并联谐振型微细WEDM脉冲电源．该脉冲电源利用其辅助电路中谐振电感和谐振电容的高频振荡，在MOSFET管的两端获得零电压或零电流的开通关断条件，降低了开关器件的开关损耗，提高了开关频率，并且可以获得很窄脉冲宽度和很小的单个脉冲放电能量．与传统的脉冲电源相比，此脉冲电源提高了微细WEDM速度和表面质量，并且能切割出高质量的齿顶圆直径为0．3mm的微小齿轮．实验结果表明，这种高质的脉冲电源为改善微细WEDM整体性能、拓展加工领域提供了技术保证．     

短电弧加工参数对钛合金TC4加工特性的影响研究

为研究钛合金TC4的加工特性,采用短电弧加工系统对钛合金TC4进行加工试验,确定短电弧加工参数对钛合金材料去除速率与加工表面质量的影响,在相同的加工条件下与不锈钢PH17-4试件进行了对比。采用正交试验确定影响加工表面质量的主次因素和最佳电加工参数,同时对电弧加工后的钛合金材料表面层进行了检测及分析。结果表明:短电弧加工钛合金TC4时,当放电间隙减小和电源电压增大时,金属材料的去除速率增大,加工效率提高,但工件的表面质量降低;当工件转速提高时,工件表面粗糙度值变化不明显,但材料去除速率增大;相同的加工条件下,其去除速率与表面质量均略低于不锈钢。影响钛合金TC4加工表面粗糙度的因素主次顺序为电源电压>放电间隙>主轴转速,最优加工方案为放电间隙0.3 mm,主轴转速118 r/min,电源电压10 V。加工后的钛合金材料表面层的机械性能及金相组织基本稳定,过热层厚度及硬度变化不明显,对后续的精加工不会造成困难,这为短电弧加工技术在钛合金材料加工方面的应用提供了一定的理论依据。     

一种高压输电线路零值瓷瓶监测的新方法

本文介绍高压输电线路监测零值瓷瓶的一种新方法,该方法的要点是:在绝缘子串附近安装一个间隙和一个电极,间隙的一端与绝缘子串中部相连接,另一端接在电极上,电极安装在对端电场的等位线上,使得在正常情况下间隙不会放电,而当绝缘电子串中出现了零值瓷瓶,绝缘子串的电压分布改变了,在间隙两端产生一个大于其击穿电压的电位差使得间隙放电,用局部放电电磁波检测仪可以检测出该间隙的放电,从而检测出零值瓷瓶。根据理论分析和实验结果证实:该方法可以检测出绝缘电阻低于100兆欧的零值瓷瓶。     

微孔电火花加工极间工作液流动状态研究

电极旋转是提高微孔电火花加工效率的有效手段,而极间的工作液作为放电介质,其运动状态是影响微孔电火花加工放电状态和加工效率的关键因素之一.依据粘性流体运动学偏微分方程建立了旋转电极周围工作液的机理模型,应用FLUENT软件对此模型进行了流场计算与模拟,结果显示放电间隙内工作液为层流状态.结合得到的工作液流动规律,应用流场中微粒动平衡理论对电蚀产物颗粒的分布规律进行研究,发现电蚀产物颗粒在间隙内的分布只与颗粒直径有关.由此提出了通过调整放电参数来改变颗粒直径进而改善间隙放电状态的新方法,为合理选择放电参数提供了理论依据.     

工件超声振动对不同放电间隙电火花加工的影响

为了分析超声振动对不同放电间隙电火花加工的影响,利用Fluent软件对放电间隙为75μm、65μm、55μm和40μm的工件超声振动电火花间隙流场进行数值模拟。研究发现:在工件超声振动作用下,放电间隙的减少可以促进加工液的流动,增加放电间隙流场压力变化范围,同时缩短加工屑从加工间隙排出的时间。搭建试验平台,通过调整放电参数来改变放电间隙的大小,对放电间隙为75μm、65μm、55μm和40μm的工件超声振动电火花进行加工试验。结果表明:放电间隙在75μm到55μm之间时,工件的表面粗糙度随着放电间隙的减小而降低;当放电间隙减少到40μm时,工件表面粗糙度反而升高。结合仿真与试验可知:在一定放电间隙范围内,工件超声振动有助于提高加工精度,当放电间隙过小时,工件超声振动会使加工屑过快排出放电间隙,不利于电火花持续放电,从而造成加工质量的下降。     

慢走丝电火花线切割TC4试验研究和参数优化

以慢走丝电火花线切割加工钛合金TC4为试验对象,在正交试验的基础上,通过信噪比(signal to noise ratio,SNR)方法研究峰值电流、开路电压、脉冲宽度、走丝速度和丝张力对加工时间、切缝宽度和表面粗糙度的影响规律.采用灰色关联度分析方法将多目标参数优化转化为单目标灰关联度的优化,得到慢走丝电火花线切割TC4在多项工艺指标要求下的最优参数组合.多目标优化结果表明:在峰值电流为30 A,开路电压为100 V,脉冲宽度为20μs,走丝速度为105 mm/s,丝张力为12 N时,表面粗糙度减小了8.35%,切缝宽度减少了2.59%,加工时间减小了26.06%.     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

慢走丝电火花线切割加工中恒张力控制系统设计

文章针对慢走丝电火花线切割加工中遇到的诸多难题,提出利用恒张力控制系统的解决方案,给出了完整的系统构成和软硬件平台。该系统以单片机为核心,可自动控制伺服电机对线切割加工过程进行随动响应,实现恒张力控制;实验表明,该系统运行可靠,响应速度快,可以有效解决断丝问题和抑制电极丝的丝振幅值,并提高加工质量。     

电火花线切割机加工自由曲面的CAD/CAM软件

用电火花线切割机加工自由曲面时,常规的NC编程无法精确、实时地调整电极丝与工件的相对位置。为此设计了一种CAD/CAM软件,该软件可依据被加工曲面的CAD数据,计算出加工点处电极丝的位置和姿态,并且根据加工点的法线矢量和电极丝的轴心矢量的交叉乘积决定加工点的移动方向,然后自动生成NC指令进行自由曲面的加工。利用这套软件对球面进行了加工实验。结果表明:加工得到的球面与仿真结果基本相似,加工精度取决于放电间隙及切向进给方式。     

电极加工时间对电火花加工效率影响规律研究

研究电极加工时间对电火花加工效率的影响规律可以为控制电极加工时间来提高电火花加工效率提供重要理论依据.首先通过实验检测不同电极加工时间对应的有效放电频率,发现在带抬刀的电火花加工中,加工效率随电极加工时间的增加而先增加后降低.随后通过观察放电过程中加工间隙内气泡和加工屑的运动,发现底面间隙内加工屑浓度随电极加工时间的增长而增加.在此基础上,证明了加工效率随电极加工时间的变化规律具有确定性.     

基于Labview的电极丝损耗在线检测系统

在空间复杂曲面零件及大厚度、大行程模具零件加工中,为了消除电极丝损耗对加工精度的影响,分析了导致电极丝损耗的主要因素以及对加工精度的影响.提出了一种电极丝损耗实时检测方法.以北京众为兴公司M系列数据采集卡PCI-1203和北京海泉公司的高精度位移传感器为硬件,以Labview为软件开发平台,设计了快走丝电火花线切割电极丝损耗实时检测控制系统.该系统通过数据采集卡对现场的电极丝损耗进行实时采集,并由开发的软件平台对采集的信号进行分析与处理.同时将采集的数据存盘,调试结果表明,该系统具有界面友好、测量精度高、安全可靠、易于操作等特点,为后续研制电极丝损耗在线检测及实时补偿控制系统打下良好基础.     

电火花线切割极间介电特性与放电能量分配关系

摘要：
建立了电火花线切割极间介质电阻模型,分析了加工能量与极间介质电导率、工件厚度之间的关系,并对极间介质电阻模型进行了实验验证.研究结果表明,随着电导率的升高或者工件厚度的增加,放电期间极间“漏电流”增大,损耗在极间介质的能量增加,加工效率降低,电导率变化导致的极间电阻改变对于加工效率的影响显著. 关键词：
电火花线切割; 工作介质; 介电特性; 电导率; 放电能量中图分类号： TG 662
文献标志码： A     

电火花加工中电参数对放电状态影响规律及其建模

从分析电火花加工中3种放电状态占有率的角度,论述了放电参数和控制参数对放电状态的影响规律,得出了放电参数的选择原则,即适当增加开路电压、降低峰值电流可以提高加工效率和保证加工表面质量;同时发现脉冲间隔时间对短路率、火花/拉弧率和击穿延时率的影响较大,调整脉间对实现加工过程的稳定控制更为有效.此外,根据电火花加工中影响放电状态的因素多且复杂的实际情况,利用辅助变量法无需研究噪声具体结构形式,即可以得到参数无偏辨识模型的特点,结合对电火花加工系统动态特性的认识,对有偏辨识模型进行了进一步的探讨,得到了损失函数小、预测精度高、实际操作性强的无偏辨识模型.     

双路绝缘栅型场效应管亚微秒级电火花脉冲电源

以绝缘栅型场效应管(MOSFET)作为开关元件的独立式单路控制微能脉冲电源设计存在着缺陷，不利于稳定加工．通过对实验中采集到的波形分析，找出了缺陷产生的原因，在此基础上，设计了双路控制的MOSFET开关电路，并根据MOSFET的开关特性，采用合理电路参数，计算出理论波形．通过对比实验，不仅验证了实际波形与理论波形吻合，而且改进后的电源可以将波形有效压缩至亚微秒级，加工表面放电痕的形貌得到了极大改善，提高了加工的尺寸精度和表面精度，且加工过程稳定．