多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-22 02:50
隨著微機(jī)電系統(tǒng)和微系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展和實(shí)用化進(jìn)程的推進(jìn),對(duì)復(fù)雜微零部件的高性能加工提出了更高要求。微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)作為一種常用的微細(xì)加工手段,具有加工精度高、成本低、不存在宏觀作用力和加工材料廣泛等優(yōu)點(diǎn),并且通過(guò)改變微細(xì)電極絲走絲方案以及與工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式,可具備較高加工靈活性,在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜微零部件的加工中展現(xiàn)出一定潛力。而當(dāng)前微細(xì)電火花線切割機(jī)床存在功能單一、加工穩(wěn)定性較差以及加工效率偏低等問(wèn)題,這限制了其進(jìn)一步應(yīng)用;谝陨蠁(wèn)題,本文以自主研發(fā)的微細(xì)電火花線切割機(jī)床為本體進(jìn)行多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)的研制,并開展相關(guān)工藝規(guī)律和應(yīng)用技術(shù)的研究。通過(guò)增加分度回轉(zhuǎn)主軸模塊、反拷加工模塊、臥式加工模塊以及研制恒張力控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)的構(gòu)建,可以實(shí)現(xiàn)微陣列電極、微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和大厚度工件的微細(xì)電火花線切割精密、穩(wěn)定加工,可實(shí)現(xiàn)作為輔助加工的微細(xì)電火花塊、刃電極磨削加工以及臥式微細(xì)電火花周銑加工等多種加工工藝。多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)拓展了當(dāng)前微細(xì)電火花線切割機(jī)床的加工能力,為復(fù)雜微零部件的加工提供了一種有效解決方案。為保證多功能微細(xì)電火花線切割加工...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題研究的目的和意義
1.2 多功能微細(xì)電火花加工系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3 微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.1 高長(zhǎng)徑比微陣列微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.3.2 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.3.3 微齒輪微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.4 電極絲振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
1.5 電極絲張力控制研究現(xiàn)狀
1.5.1 往復(fù)走絲電火花線切割張力控制
1.5.2 單向走絲電火花線切割張力控制
1.5.3 微細(xì)電火花線切割張力控制
1.6 目前研究中存在的問(wèn)題分析
1.7 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)研制
2.1 引言
2.2 多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)總體方案
2.3 微細(xì)電火花線切割功能模塊拓展
2.3.1 分度回轉(zhuǎn)主軸模塊設(shè)計(jì)
2.3.2 反拷加工模塊設(shè)計(jì)
2.3.3 臥式加工模塊設(shè)計(jì)
2.4 微細(xì)電極絲走絲系統(tǒng)的改進(jìn)
2.4.1 微細(xì)電極絲張力變化原因分析
2.4.2 對(duì)稱式微細(xì)電極絲走絲系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)的研制
2.5.1 微細(xì)電極絲恒張力控制原理
2.5.2 張力檢測(cè)與執(zhí)行裝置設(shè)計(jì)
2.5.3 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)模型分析
2.5.4 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5.5 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)性能檢驗(yàn)
2.6 本章小結(jié)
第3章 微細(xì)電火花線切割電極絲振動(dòng)特性研究
3.1 引言
3.2 基于高速攝像技術(shù)的微細(xì)電極絲振動(dòng)觀測(cè)與提取
3.2.1 微細(xì)電極絲振動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)的搭建
3.2.2 微細(xì)電極絲振動(dòng)位移的提取
3.3 微細(xì)電極絲振動(dòng)影響因素分析
3.3.1 走絲系統(tǒng)引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.3.2 工作液沖擊力引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.3.3 張力對(duì)微細(xì)電極絲振動(dòng)的影響
3.3.4 放電力引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.4 放電力對(duì)微細(xì)電極絲振動(dòng)特性的影響
3.4.1 微細(xì)電極絲振動(dòng)力學(xué)模型建立
3.4.2 脈沖放電力表達(dá)
3.4.3 放電頻率和放電力對(duì)微細(xì)電極絲振幅的影響
3.4.4 微細(xì)電極絲振幅影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 陣列與回轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
4.1 引言
4.2 高長(zhǎng)徑比微陣列電極微細(xì)電火花線切割加工
4.2.1 高長(zhǎng)徑比微陣列電極的尺寸設(shè)計(jì)與工藝流程
4.2.2 切割厚度對(duì)高長(zhǎng)徑比微陣列電極加工的影響
4.2.3 高長(zhǎng)徑比微陣列電極加工結(jié)果分析
4.3 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工實(shí)驗(yàn)
4.3.1 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工參數(shù)優(yōu)化
4.3.2 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割多次切割試驗(yàn)
4.4 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花線切割制備與原位周銑加工
4.4.1 微細(xì)盤狀電極的制備與原位應(yīng)用工藝流程
4.4.2 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花線切割制備
4.4.3 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花原位周銑加工實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 面向微齒輪批量制造的微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)研究
5.1 引言
5.2 微齒輪批量制造工藝流程
5.3 微齒輪模具材料與尺寸設(shè)計(jì)
5.4 微齒輪模具微細(xì)電火花線切割加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
5.4.1 對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析
5.4.2 中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.4.3 響應(yīng)變量模型建立與分析
5.4.4 工藝參數(shù)優(yōu)化
5.5 微齒輪凸模微細(xì)電火花線切割加工
5.5.1 微齒輪凸模加工軌跡規(guī)劃
5.5.2 微齒輪凸模齒廓加工缺陷解決方案
5.5.3 微齒輪凸模加工誤差分析
5.5.4 微齒輪凸模加工結(jié)果分析
5.6 微齒輪凹模微細(xì)電火花線切割加工
5.6.1 微齒輪凹模加工條件
5.6.2 微齒輪凹模加工結(jié)果分析
5.6.3 微齒輪模具裝配結(jié)果分析
5.7 微齒輪精密鍛壓成形加工
5.7.1 鍛壓行程對(duì)微齒輪成形質(zhì)量的影響
5.7.2 微齒輪成形質(zhì)量分析
5.8 本章小結(jié)
第6章 多線微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)研究
6.1 引言
6.2 多線微細(xì)電火花線切割走絲系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
6.2.1 對(duì)稱式走絲系統(tǒng)多自由度振動(dòng)模型建立
6.2.2 對(duì)稱式走絲系統(tǒng)固有頻率模擬分析
6.2.3 繞線方式對(duì)微細(xì)電極絲張力動(dòng)態(tài)特性的影響
6.2.4 多線微細(xì)電火花線切割加工裝置設(shè)計(jì)
6.3 多線微細(xì)電火花線切割加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
6.3.1 多線微細(xì)電火花線切割加工可行性分析
6.3.2 多線與單線微細(xì)電火花線切割加工效率對(duì)比
6.3.3 多線與單線微細(xì)電火花線切割加工精度對(duì)比
6.3.4 加工參數(shù)對(duì)多線微細(xì)電火花線切割加工性能的影響
6.4 微型繼電器的多線微細(xì)電火花線切割加工
6.4.1 微型繼電器尺寸設(shè)計(jì)與加工軌跡規(guī)劃
6.4.2 微型繼電器加工參數(shù)
6.4.3 微型繼電器加工結(jié)果分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床電極絲恒張力裝置性能研究[J]. 丁成才,黃曉華,邱明波,李偉. 電加工與模具. 2018(01)
[2]微細(xì)電火花線切割走絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 楊業(yè)成,郭鐘寧. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(09)
[3]往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床恒張力機(jī)構(gòu)的形式及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 饒佩明,李浩洲. 電加工與模具. 2017(03)
[4]慢走絲線切割電極絲橫向振動(dòng)研究[J]. 張臻,李賀,張國(guó)軍. 機(jī)電工程技術(shù). 2014(05)
[5]單向走絲電火花線切割機(jī)床微細(xì)絲運(yùn)絲張力系統(tǒng)的研究[J]. 許慶平,朱寧,陸曉淳,周明,李丹. 電加工與模具. 2012(05)
[6]桌面式水平走絲微細(xì)電火花線切割機(jī)床的研制[J]. 王佑,奚學(xué)程,趙萬(wàn)生,豆尚成,趙福春. 電加工與模具. 2012(04)
[7]基于ADAMS的線切割機(jī)床雙走絲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真[J]. 張娟飛,李文斌. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2011(04)
[8]新型慢走絲恒張力控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)[J]. 丁曙光,宋祥雙,桂貴生. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(11)
[9]快走絲線切割機(jī)床恒張力復(fù)合運(yùn)絲機(jī)構(gòu)研究[J]. 王少華,李文斌. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2009(03)
[10]電火花線切割加工雙貯絲筒恒張力控制的研究[J]. 姜坤,賈志新,滕向陽(yáng). 電加工與模具. 2007(05)
博士論文
[1]往復(fù)走絲電火花線切割恒張力控制及工件厚度識(shí)別的研究[D]. 李強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的研究[D]. 禇旭陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]DK7732Z型快走絲電火花線切割機(jī)床電極絲恒張力控制研究[D]. 劉揚(yáng)開.華南理工大學(xué) 2018
[2]微細(xì)線切割往復(fù)走絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的研究[D]. 吳洪亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]低速走絲線切割機(jī)床電極絲恒速恒張力控制[D]. 孫英杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]慢走絲電火花線切割機(jī)床走絲系統(tǒng)的研究[D]. 董曉東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3153008
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題研究的目的和意義
1.2 多功能微細(xì)電火花加工系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.3 微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3.1 高長(zhǎng)徑比微陣列微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.3.2 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.3.3 微齒輪微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
1.4 電極絲振動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
1.5 電極絲張力控制研究現(xiàn)狀
1.5.1 往復(fù)走絲電火花線切割張力控制
1.5.2 單向走絲電火花線切割張力控制
1.5.3 微細(xì)電火花線切割張力控制
1.6 目前研究中存在的問(wèn)題分析
1.7 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)研制
2.1 引言
2.2 多功能微細(xì)電火花線切割加工系統(tǒng)總體方案
2.3 微細(xì)電火花線切割功能模塊拓展
2.3.1 分度回轉(zhuǎn)主軸模塊設(shè)計(jì)
2.3.2 反拷加工模塊設(shè)計(jì)
2.3.3 臥式加工模塊設(shè)計(jì)
2.4 微細(xì)電極絲走絲系統(tǒng)的改進(jìn)
2.4.1 微細(xì)電極絲張力變化原因分析
2.4.2 對(duì)稱式微細(xì)電極絲走絲系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)的研制
2.5.1 微細(xì)電極絲恒張力控制原理
2.5.2 張力檢測(cè)與執(zhí)行裝置設(shè)計(jì)
2.5.3 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)模型分析
2.5.4 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.5.5 微細(xì)電極絲恒張力控制系統(tǒng)性能檢驗(yàn)
2.6 本章小結(jié)
第3章 微細(xì)電火花線切割電極絲振動(dòng)特性研究
3.1 引言
3.2 基于高速攝像技術(shù)的微細(xì)電極絲振動(dòng)觀測(cè)與提取
3.2.1 微細(xì)電極絲振動(dòng)觀測(cè)平臺(tái)的搭建
3.2.2 微細(xì)電極絲振動(dòng)位移的提取
3.3 微細(xì)電極絲振動(dòng)影響因素分析
3.3.1 走絲系統(tǒng)引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.3.2 工作液沖擊力引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.3.3 張力對(duì)微細(xì)電極絲振動(dòng)的影響
3.3.4 放電力引起的微細(xì)電極絲振動(dòng)
3.4 放電力對(duì)微細(xì)電極絲振動(dòng)特性的影響
3.4.1 微細(xì)電極絲振動(dòng)力學(xué)模型建立
3.4.2 脈沖放電力表達(dá)
3.4.3 放電頻率和放電力對(duì)微細(xì)電極絲振幅的影響
3.4.4 微細(xì)電極絲振幅影響規(guī)律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 陣列與回轉(zhuǎn)微結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)
4.1 引言
4.2 高長(zhǎng)徑比微陣列電極微細(xì)電火花線切割加工
4.2.1 高長(zhǎng)徑比微陣列電極的尺寸設(shè)計(jì)與工藝流程
4.2.2 切割厚度對(duì)高長(zhǎng)徑比微陣列電極加工的影響
4.2.3 高長(zhǎng)徑比微陣列電極加工結(jié)果分析
4.3 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工實(shí)驗(yàn)
4.3.1 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工參數(shù)優(yōu)化
4.3.2 微回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割多次切割試驗(yàn)
4.4 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花線切割制備與原位周銑加工
4.4.1 微細(xì)盤狀電極的制備與原位應(yīng)用工藝流程
4.4.2 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花線切割制備
4.4.3 微細(xì)盤狀電極的微細(xì)電火花原位周銑加工實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 面向微齒輪批量制造的微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)研究
5.1 引言
5.2 微齒輪批量制造工藝流程
5.3 微齒輪模具材料與尺寸設(shè)計(jì)
5.4 微齒輪模具微細(xì)電火花線切割加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
5.4.1 對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析
5.4.2 中心組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.4.3 響應(yīng)變量模型建立與分析
5.4.4 工藝參數(shù)優(yōu)化
5.5 微齒輪凸模微細(xì)電火花線切割加工
5.5.1 微齒輪凸模加工軌跡規(guī)劃
5.5.2 微齒輪凸模齒廓加工缺陷解決方案
5.5.3 微齒輪凸模加工誤差分析
5.5.4 微齒輪凸模加工結(jié)果分析
5.6 微齒輪凹模微細(xì)電火花線切割加工
5.6.1 微齒輪凹模加工條件
5.6.2 微齒輪凹模加工結(jié)果分析
5.6.3 微齒輪模具裝配結(jié)果分析
5.7 微齒輪精密鍛壓成形加工
5.7.1 鍛壓行程對(duì)微齒輪成形質(zhì)量的影響
5.7.2 微齒輪成形質(zhì)量分析
5.8 本章小結(jié)
第6章 多線微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)研究
6.1 引言
6.2 多線微細(xì)電火花線切割走絲系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
6.2.1 對(duì)稱式走絲系統(tǒng)多自由度振動(dòng)模型建立
6.2.2 對(duì)稱式走絲系統(tǒng)固有頻率模擬分析
6.2.3 繞線方式對(duì)微細(xì)電極絲張力動(dòng)態(tài)特性的影響
6.2.4 多線微細(xì)電火花線切割加工裝置設(shè)計(jì)
6.3 多線微細(xì)電火花線切割加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
6.3.1 多線微細(xì)電火花線切割加工可行性分析
6.3.2 多線與單線微細(xì)電火花線切割加工效率對(duì)比
6.3.3 多線與單線微細(xì)電火花線切割加工精度對(duì)比
6.3.4 加工參數(shù)對(duì)多線微細(xì)電火花線切割加工性能的影響
6.4 微型繼電器的多線微細(xì)電火花線切割加工
6.4.1 微型繼電器尺寸設(shè)計(jì)與加工軌跡規(guī)劃
6.4.2 微型繼電器加工參數(shù)
6.4.3 微型繼電器加工結(jié)果分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床電極絲恒張力裝置性能研究[J]. 丁成才,黃曉華,邱明波,李偉. 電加工與模具. 2018(01)
[2]微細(xì)電火花線切割走絲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 楊業(yè)成,郭鐘寧. 機(jī)電工程技術(shù). 2017(09)
[3]往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床恒張力機(jī)構(gòu)的形式及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 饒佩明,李浩洲. 電加工與模具. 2017(03)
[4]慢走絲線切割電極絲橫向振動(dòng)研究[J]. 張臻,李賀,張國(guó)軍. 機(jī)電工程技術(shù). 2014(05)
[5]單向走絲電火花線切割機(jī)床微細(xì)絲運(yùn)絲張力系統(tǒng)的研究[J]. 許慶平,朱寧,陸曉淳,周明,李丹. 電加工與模具. 2012(05)
[6]桌面式水平走絲微細(xì)電火花線切割機(jī)床的研制[J]. 王佑,奚學(xué)程,趙萬(wàn)生,豆尚成,趙福春. 電加工與模具. 2012(04)
[7]基于ADAMS的線切割機(jī)床雙走絲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真[J]. 張娟飛,李文斌. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2011(04)
[8]新型慢走絲恒張力控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)[J]. 丁曙光,宋祥雙,桂貴生. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(11)
[9]快走絲線切割機(jī)床恒張力復(fù)合運(yùn)絲機(jī)構(gòu)研究[J]. 王少華,李文斌. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2009(03)
[10]電火花線切割加工雙貯絲筒恒張力控制的研究[J]. 姜坤,賈志新,滕向陽(yáng). 電加工與模具. 2007(05)
博士論文
[1]往復(fù)走絲電火花線切割恒張力控制及工件厚度識(shí)別的研究[D]. 李強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微細(xì)電火花集成加工技術(shù)的研究[D]. 禇旭陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]DK7732Z型快走絲電火花線切割機(jī)床電極絲恒張力控制研究[D]. 劉揚(yáng)開.華南理工大學(xué) 2018
[2]微細(xì)線切割往復(fù)走絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的研究[D]. 吳洪亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[3]低速走絲線切割機(jī)床電極絲恒速恒張力控制[D]. 孫英杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]慢走絲電火花線切割機(jī)床走絲系統(tǒng)的研究[D]. 董曉東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
本文編號(hào):3153008
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3153008.html
最近更新
教材專著