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.     

电火花沉积加工微细结构的研究

论述了一种新的微细电火花加工方法.先确定微细电火花沉积加工工艺参数的选取原则,然后使用铜、钢和钨为电极,在空气介质中沉积出直径0.19 mm、高7.35 mm的微小圆柱体,又通过仅仅改变极性进行有选择性的去除加工.在此基础上提出单圆柱连续沉积策略,得到HIT字符型阵列.实验表明,重力对微细沉积加工的影响微弱,氩气介质有助于提高微圆柱体表面质量.最后的组织结构、能谱和硬度检测等显示,沉积材料致密、坚硬,并呈明显的分层结构.     

基于Linux的五轴联动电火花加工数控系统

针对多轴联动电火花加工数控系统的设计要求,开发了一种基于PC和Linux开放式平台为上位机、可编程运动控制器(PMAC)为下位机的五轴联动电火花加工数控系统.利用Linux开源性好的特点,设计了环境友好的人机交互操作界面以及各类完成非实时任务的程序模块等;基于PMAC系统开发了伺服进给回退运动、主轴高速抬刀运动、五轴联动及各类摇动程序等.通过将数控系统应用于五轴联动电火花加工机床,进行了闭式整体涡轮叶盘样件以及窄缝窄槽等典型零件的加工实验,取得了良好的加工效果.     

微细电火花加工装置及其控制技术

设计开发出了具有四轴三联动的微细电火花加工装置.针对该装置,对微细电极的制作控制技术、成型加工的伺服控制和微三维结构加工过程中电极损耗的补偿控制等进行了深入研究.在充分分析伺服机构性能的基础上,提出针对不同加工目的采用不同的伺服控制策略,不仅解决了伺服机构在微位移进给过程中存在的爬行问题,同时也较好地解决了电极制作过程中存在的伺服振荡问题;对电极损耗的补偿控制技术进行了深入的研究,进而提出了电极损耗的在线补偿策略,该补偿策略作为微细电火花加工控制系统的一个组成部分,使电极损耗的补偿与微细铣削加工的CAD/CAM系统分开,大大提高了微细电火花进行三维微结构加工的实用性.实验加工出最小直径为6 μm的微细轴以及最小直径为10 μm微细孔,并实现了外径为4 mm、具有24个叶片的微型涡轮盘以及直径为150 μm微小半球的加工.     

带冠整体涡轮盘电火花加工专用CAD/CAM系统开发

针对带冠整体涡轮盘电火花加工存在的难题,在UG平台上开发了带冠整体涡轮盘电火花加工专用CAD/CAM系统——BliskCad/Cam,实现了计算机辅助涡轮盘自动化参数化三维重构、电极智能化参数化设计与制造、加工轨迹搜索、加工过程仿真、加工精度检测等功能.通过加工实验对系统的正确性和实用性进行了验证,加工出满足设计要求的带冠整体涡轮盘样件.     

内喷雾式电火花铣削加工的实验研究

提出了一种新的电火花加工方法——内喷雾式电火花铣削加工.喷雾电火花加工采用具有一定压力的水雾作为放电介质,具有无污染、成本低等优点.实验研究了极性、峰值电流、脉宽、脉间等参数对喷雾电火花加工的材料去除率和电极体积相对损耗率的影响.结果表明,喷雾电火花加工适合采用正极性加工(工件接正极),且具有电极相对损耗率低等特点.     

涡轮弯扭叶片的几何造型

现代涡轮叶片是弯曲、扭转、变截面复杂流线型面,一般无法解析表达,为满足叶片型面数控加工要求,针对给定若干叶片截面上型值点的情况,采用节点号参数化双三次Ｂ样条插值曲面对完整弯扭叶片进行三维造型,并提出考察造型型值点网格密度是否满足加工精度要求的判断准则,实际加工证明,此算法简洁,稳定,适合涡轮叶片加工的工程需要。     

用二维编程实现线切割机床三维型面加工

对线切割机床能加工的零件进行了分类，分析了各类零件构成的特点，给出了柱面，锥面，锥台和上下异形面不同的加工策略，总结了直纹面工件加工程序编制的2个步骤，提出了一种不需将工件加工轨迹线性化，只用简单的二维编程实现复杂三维型面加工的直接插补法；使加工精度提高，编程工作简单。     

混粉电火花加工TaW合金材料表面性能的研究

该文探讨了高强度、熔点约为3 000℃的TaW合金材料进行混粉电火花加工表面性能.通过对同一种材料采用常规电火花(前者)与混粉电火花(后者)加工φ50 mm的圆面积进行实验对比,前者加工表面粗糙度值为0.542μm,后者可达0.174μm,仅是前者的32%;用MTS纳米压痕仪进行表面压缩弹性模量测试,前者约为280 Gpa,后者约为410 Gpa,是前者1.46倍;用CJS111A型摩擦磨损实验机进行表面耐磨性能测试,用扫描电镜对磨损表面微细形貌进行观察并分析,加工表面越耐磨则实验机的对磨球磨损率越大,2种加工表面对磨球磨损率是:前者为2.4×10-3mm3/m,而后者为1.4×10-4 mm3/m,是前者的5.8倍.研究结果表明:混粉电火花加工比常规电火花加工更能改善零件表面粗糙度、硬度、弹性模量、耐磨等性能,在特种材料的加工领域具有广阔的应用前景.     

集束电极电火花加工工艺

为了探索集束电极电火花加工的工艺特性,进行了工具电极平动加工试验,对比传统实体电极电火花加工,探讨了脉宽和峰值电流等条件对工件材料去除率及工具电极相对损耗率的影响.结果表明,通过平动工具电极,能够消除因多孔结构的集束电极在工件加工表面形成的毛刺状料心,从而使得加工过程稳定,材料去除率提高.相对于实体电极电火花加工,集束电极电火花加工的材料去除率及其工具电极损耗率均较大.