【摘要】：微細(xì)電火花銑削中往往需要預(yù)先磨削電極,以減小同軸度誤差,在提高了加工精度的同時(shí)降低了加工效率。磨削后的電極截面積小,在軸向上損耗得更快,限制了可加工的型腔尺寸。因此,本文將超臨界旋轉(zhuǎn)電極應(yīng)用于電火花銑削加工中,利用其“自定心”特性,在不進(jìn)行電極磨削的同時(shí)提高電極末端的位置精度,并增大可加工型腔的體積。首先,論文建立了空心電極的旋轉(zhuǎn)振動模型,通過求解微分方程得到電極旋轉(zhuǎn)振動的頻率方程和振型函數(shù),進(jìn)而導(dǎo)出其臨界轉(zhuǎn)速及最佳轉(zhuǎn)速的理論計(jì)算公式。隨即討論了該模型中電極長度、電極轉(zhuǎn)速及電極安裝角度對電極旋轉(zhuǎn)振動穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響。其次,論文基于Ansys進(jìn)行了空心電極旋轉(zhuǎn)振動的仿真,并通過電極空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)對仿真模型的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了修正。基于該模型,分析了不同長度、初始安裝角度及不同轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)電極的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)形狀及其末端振幅變化規(guī)律。系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,臨界轉(zhuǎn)速所在區(qū)間與理論及仿真結(jié)果高度吻合,電極末端振幅與仿真結(jié)果的誤差均在±15%,從而驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在超臨界轉(zhuǎn)速下,旋轉(zhuǎn)電極的末端精度能夠得到明顯改善。以80mm長的電極為例,其末端位置偏差在7000rpm的超臨界轉(zhuǎn)速下是1000rpm下的37.1%。最后,論文進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn)。論文設(shè)計(jì)并制作了基于錐面配合的絕緣微細(xì)電極夾具及接觸式進(jìn)電裝置,為超臨界轉(zhuǎn)速下的微細(xì)電火花銑削實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)研究了電極在不同長度、不同轉(zhuǎn)速下單槽加工的結(jié)果,驗(yàn)證了超臨界轉(zhuǎn)速加工時(shí)電極末端位置精度的改善。針對加工試驗(yàn)中出現(xiàn)的電極失穩(wěn)現(xiàn)象,對深槽加工中電極穩(wěn)定性的主要影響因素進(jìn)行了分析與探討。成因分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)床伺服系統(tǒng)性能不足,會造成電極頻繁與工件側(cè)壁發(fā)生接觸,使得加工電極穩(wěn)定性不斷被破壞,最終造成電極失穩(wěn),末端位置精度無法維持。
【圖文】：

從而每銑削加工一定距離后，電極的損耗為定值，因此只需在每距離之后進(jìn)行一次補(bǔ)償即可。它的優(yōu)點(diǎn)在于分層厚度不必很小，提高了加上海交通大學(xué)的金方進(jìn)[21,22]指出，使用旋轉(zhuǎn)電極進(jìn)行定長補(bǔ)償方法的加工的末端會形成穩(wěn)定的錐形，據(jù)此建立了電極損耗補(bǔ)償模型，提出了補(bǔ)償長度補(bǔ)償長度是電極軸向損耗一定長度（補(bǔ)償精度）時(shí)的銑削加工長度，根據(jù)機(jī)精度及要求的加工精度可確定補(bǔ)償精度，據(jù)此算出補(bǔ)償長度，通過預(yù)先寫入工程序即可實(shí)現(xiàn)電極的補(bǔ)償，但是對于電極的補(bǔ)償長度與電極末端的穩(wěn)定的關(guān)系不甚明確。在此基礎(chǔ)上，上海交通大學(xué)的鄭博文[23-25]針對定長補(bǔ)償過程中電極末端極的形成及穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并推導(dǎo)出補(bǔ)償長度的計(jì)算公式，最終加型腔實(shí)例。但是由于電極末端是錐形，則加工槽截面將是三角形，從而導(dǎo)致為波浪面，平整度較差。上海交通大學(xué)的周兆威[26, 27]針對型腔底面不平提出了等效平面的概念，對加工底面的波浪面進(jìn)行分析，建立雙層加工模低了型腔底面的起伏程度。然而，由于電極形成了穩(wěn)定的錐形末端，加工底整不可能完全去除。

研究結(jié)果顯示，霧中的霧滴改變了極間的電勢分布，從而的油中電火花加工相比，霧中電火花加工的極間放電間隙質(zhì)量更好。除了改變電介質(zhì)，也有通過改變加工電源來影電極的損耗。的 F. Han[40]和中國石油大學(xué)的 Y. Liu 等人[41]分別利用同時(shí)對電極施以高速旋轉(zhuǎn)，直流電源可以等效為脈間為零同時(shí)在極間產(chǎn)生移動電弧，實(shí)驗(yàn)結(jié)果移動電弧放電能有火花銑削的精度，上述研究針對補(bǔ)償策略和放電狀態(tài)監(jiān)的補(bǔ)償和損耗進(jìn)行了深入探討，并且取得了較好的加工結(jié)需要采用線電極磨削技術(shù)預(yù)先磨削電極，，提高電極的位置，從而降低了加工效率。并且磨削后的電極截面積減小，快，限制了待加工型腔的大小。受到轉(zhuǎn)軸在超臨界轉(zhuǎn)速下發(fā)，使用未預(yù)先磨削的電極在超臨界轉(zhuǎn)速下進(jìn)行加工，能工效率，同時(shí)增大可加工型腔的體積。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG661

【參考文獻(xiàn)】

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3 金方進(jìn);裴景玉;;基于圓錐形端面電極的電火花銑削加工定長補(bǔ)償方法研究[J];電加工與模具;2012年02期

4 賈振元;任小濤;劉巍;鄭新毅;;大深徑比微小孔快速電火花加工系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2009年12期

5 榮烈潤;;激光微細(xì)孔加工技術(shù)及其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];航空精密制造技術(shù);2009年06期

6 裴景玉;鄧容;胡德金;;微細(xì)電火花加工的底面輪廓模型及定長補(bǔ)償方法[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

7 張勇;趙航;張廣玉;王振龍;趙萬生;;微細(xì)電火花加工系統(tǒng)及其工藝技術(shù)[J];中國機(jī)械工程;2008年05期

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9 楊忠山;微細(xì)加工技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];中國醫(yī)療器械雜志;2002年05期

10 劉光壯,楊曉冬,遲關(guān)心,趙萬生;電火花銑削加工技術(shù)及其發(fā)展?fàn)顩r[J];電加工;1998年01期

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3 鄭博文;錐形電極微細(xì)電火花銑削補(bǔ)償方法[D];上海交通大學(xué);2014年

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本文編號：2638887