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。     

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。     

电火花线切割加工中放电间隙状态的检测

在研究放电间隙电压特性的基础上,开发了基于数字电路的电火花线切 割（WEDM）放电间隙检测模块。该模块对放电间隙电压和电流信号进行采样,通过给定的阈值和逻辑电路来识别不同间隙状态的脉冲,用高频计数器集成芯片对采样周期内的间隙状态进行计数,计数值传输给单片机完成有关计算,并送PC保存成文件以供分析,试验表明,该模块能胶儿检测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良好的基础。     

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。     

工件超声振动对不同放电间隙电火花加工的影响研究

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。     

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.     

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。     

粉末颗粒在混粉电火花加工中作用机理研究

混粉电火花加工在小脉冲能量下可稳定进行,良好的加工效果主要归因于工作液煤油中粉末颗粒.从粉末颗粒在放电间隙中引起的电场畸变入手,运用W agner模型,分析计算了粉末颗粒对放电间隙和工作液复合介电系数的影响,结果表明放电间隙和工作液的复合介电系数均有所增大,但放电间隙的增大程度更高,于是得出了混粉电火花加工放电过程稳定性提高的根本原因,即混粉电火花加工时的极间等效电容较常规电火花加工时大大减小,对加工过程的影响程度减弱.相关的实验结果与分析计算值相一致,证明了理论分析的正确性.     

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.     

微细电火花加工关键技术研究

围绕微细电火花加工的实现,对微细电火花加工的关键技术进行了研究。开发出由蠕动式微进给机构、微小能量放电电源、微小电极线放电磨削机构、精密旋转主轴头、加工状态检测与控制系统等构成的微细电火花加工装置。探讨了微细电火花加工微小轴、高深宽比微小孔、非圆截面形状和三维结构成型、以及半导体硅材料等的工艺方法。实验加工出的微小轴和孔的最小直径分别小于２５μｍ和５０μｍ,最大深宽比分别超过２０和１０。     

电火花加工影响放电稳定的主要因素及解决措施

通过对电火花放电机理的分析,描述了电火花加工过程中的各种放电状态,重点分析了影响放电稳定的各种因素,提出了相应的解决措施,对电火花加工高精度零件具有指导作用。     

陶瓷材料电火花加工技术及研究进展

综述电火花加工技术在加工陶瓷方面的研究和应用,主要有电火花线切割加工、电火花成型加工和辅助电极电火花加工等几种方法,显示电火花加工技术在陶瓷加工领域中加工精细陶瓷零件的应用前景,并指出该技术在尖端陶瓷加工应用中存在的电磁放电状态难于控制的问题,未来的发展趋势是进一步加强人工智能化控制.     

铸铁基金刚石微粉砂轮电火花精密整形的实时监控

为了提高铸铁基金刚石微粉砂轮电火花整形的效率和精度，建立了电火花整形的实时监控系统．分析了电火花的间隙放电状态，比较了不同的识别方法对放电状态的识别准确率，得知基于击穿延时和脉冲平均电流组合的方法识别准确率最高．在以上分析的基础上，提出了不同整形阶段的间隙控制策略和砂轮圆度在线预测策略，实现了整形过程放电间隙的实时控制和砂轮圆度的实时在线预测，提高了砂轮整形的效率和精度，最终得到砂轮的圆度为0．6μm、锥度误差小于0.3μm．     

电火花放电加工间隙状态实时监示装置

提出用条状图形显示电火花放电加工过程间隙状态的新方法,并介绍这种装置的设计.     

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.     

工作液电导率对高Nb-TiAl合金电火花加工小孔精度的影响

采用聚丙烯酸钠(PAAS)的水溶液作为电火花小孔加工工作液,研究了工作液电导率对高Nb-TiAl合金(Ti-44Al-8.5Nb-0.2Mo-0.2B)电火花加工小孔孔径精度、孔口微观形貌的影响规律。结果表明,随着电导率增大,其中的载流子数量将不断增多,在放电和电解溶解的共同作用下,小孔放电间隙迅速增大,小孔精度下降,此时放电间隙增大幅度不足以快速排除电蚀产物,电蚀产物在冷却的孔壁上再凝固,重铸层厚度快速增加。电导率增长后期,击穿电压不断下降,电解作用减弱,工作介质流动交换充足,电蚀产物快速排除,放电间隙和再铸层厚度增长速度均减慢。     

工作液电导率对高Nb-TiAl合金电火花加工小孔精度影响

采用PAAS（聚丙烯酸钠）的水溶液作为电火花小孔加工工作液,研究了工作液电导率对高Nb-TiAl合金(Ti-44Al-8.5Nb-0.2Mo-0.2B)电火花加工小孔孔径精度、孔口微观形貌的影响规律,结果表明,随着电导率增大,其中的载流子数量将不断增多,在放电和电解溶解的共同作用下,小孔放电间隙迅速增大,小孔精度下降,此时放电间隙增大幅度不足以快速排除电蚀产物,电蚀产物在冷却的孔壁上再凝固,重铸层厚度快速增加。电导率增长后期,击穿电压不断下降,电解作用减弱,工作介质流动交换充足,电蚀产物快速排除,放电间隙和再铸层厚度增长速度均减慢。     

混粉电火花加工过切量研究

电火花加工工件的尺寸精度受过切量影响,而过切量的大小主要取决于放电间隙和电机损耗.为了获得更好的尺寸精度,实验研究了在相同工作环境下混粉电火花加工和常规电火花加工过切量的差别,利用三元线性回归方法分别建立了两种工作液中加工余量的经验公式,通过实验验证了其可信度.结果表明粉末的加入降低了加工余量对蜂值电流和脉冲宽度的敏感程度.     

电极超声振动复合混粉电火花加工试验研究

为了探究工具电极超声振动在混粉电火花加工中的作用,设计了一套可调谐振频率的工具电极超声振动装置。用TC4合金作为工件材料,工件去除率和表面粗糙度作为指标,分别实施了常规混粉电火花加工和超声混粉电火花加工正交试验,通过极差和方差对试验结果进行分析。结果表明,工具电极超声振动能加快粉末颗粒在加工间隙的流动性从而避免粉末颗粒沉积引起的短路和拉弧放电,提高了加工的稳定性,去除率比常规混粉电火花加工提高了30%,表面粗糙度也有所改善。