電火花高速穿孔機是為進行快速開孔、大深徑比鉆孔、復雜型腔面穿孔而專用設計的一種電火花加工機床,廣泛應用于航空發(fā)動機渦輪葉片氣膜冷卻孔和柴油噴油器噴孔的加工。在穿孔加工中,排屑不暢將引起不確定性的回退,進給過快將造成電極與工件之間的粘著狀態(tài)。這些現象都將影響加工過程穩(wěn)定性,難以保證穿孔的加工效率和加工質量。本文旨在建立電火花穿孔過程的數學模型,并通過設計基于嵌入式平臺的自適應控制器解決大深徑比小孔加工的穩(wěn)定性問題。首先,為了方便控制算法的移植,本文進行數控平臺的開發(fā)。數控平臺分為上下位機,上位機分為用戶界面和邏輯處理內核,下位機包括伺服、運動、通訊、驅動控制模塊。為了給伺服控制器提供電火花穿孔加工過程的反饋信號豐富穿孔過程觀測指標,本文開發(fā)出基于浮動閾值法的放電狀態(tài)分析儀,實驗表明平均檢測準確率達到99.75%。其次,為解決電火花穿孔過程的加工不穩(wěn)定和不同孔徑下加工參數不一致的問題,基于系統(tǒng)辨識方法設計一種適應時變性和隨機性的ARMAX模型和自適應控制器。通過相關性分析和譜分析對辨識實驗的采集數據進行無參數分析,得到系統(tǒng)在因果性、穩(wěn)定性等方面的先驗知識;通過參數辨識實驗得到模型的階數集與... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：108 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

AgieCharmillesDRILL20穿孔機Fig.1-5AgieCharmillesDRILL20EDMdril

上海交通大學碩士學位論文3可觸控三軸數控穿孔機，蘇州中谷也擁有ZGDC系列數控穿孔機，但是在穿孔效率、電極損耗控制、孔徑一致性等方面與國外的高端穿孔機存在一定的差距。圖1-5AgieCharmillesDRILL20穿孔機圖1-6SodickK6HL穿孔機Fig.1-5AgieCharmillesDRILL20EDMdrillerFig.1-6SodickK6HLEDMdriller圖1-7BMD703-400CNC穿孔機圖1-8中谷-ZGDC404穿孔機Fig.1-7BMD703-400CNCdrillerFig.1-8ZhongGuZGDC404EDMdriller大深徑比的微孔加工作為電火花穿孔加工的重要應用，由于極間間隙狹窄導致內沖液流體阻力增大，碎屑不易排出，容易產生假短路和側壁放電等非正常加工狀況，從而影響加工的穩(wěn)定性、增大電極損耗、影響鉆孔的質量。針對以上難題，國內外學者開展了一系列穿孔工藝研究。東京大學的Masuzawa等在1989年利用WEDG方法制造細棒電極，并通過深徑比大于10的SK5steel微孔加工實驗研究了進給速度和電解液電導率對鉆孔質量的影響，并且分析了不同孔徑的電極損耗、孔的空隙（Clearance）[5]。Yilmaz等對航空超合金材料（Inconel718和Ti–6Al–4V）進行了電火花快速鉆孔對比實驗：利用單通道（Single-channel）和多通道（Multi-channel）通孔銅電極（如圖1-9所示）分別進行加工，發(fā)現單通道內孔電極具有更高的材料去除率和更低的電極損耗,多通道內孔電極具有更好的表面質量[6]。Meena等研究了側噴射沖液（SideJetFlushing）、內噴射沖液（Through

上海交通大學碩士學位論文3可觸控三軸數控穿孔機，蘇州中谷也擁有ZGDC系列數控穿孔機，但是在穿孔效率、電極損耗控制、孔徑一致性等方面與國外的高端穿孔機存在一定的差距。圖1-5AgieCharmillesDRILL20穿孔機圖1-6SodickK6HL穿孔機Fig.1-5AgieCharmillesDRILL20EDMdrillerFig.1-6SodickK6HLEDMdriller圖1-7BMD703-400CNC穿孔機圖1-8中谷-ZGDC404穿孔機Fig.1-7BMD703-400CNCdrillerFig.1-8ZhongGuZGDC404EDMdriller大深徑比的微孔加工作為電火花穿孔加工的重要應用，由于極間間隙狹窄導致內沖液流體阻力增大，碎屑不易排出，容易產生假短路和側壁放電等非正常加工狀況，從而影響加工的穩(wěn)定性、增大電極損耗、影響鉆孔的質量。針對以上難題，國內外學者開展了一系列穿孔工藝研究。東京大學的Masuzawa等在1989年利用WEDG方法制造細棒電極，并通過深徑比大于10的SK5steel微孔加工實驗研究了進給速度和電解液電導率對鉆孔質量的影響，并且分析了不同孔徑的電極損耗、孔的空隙（Clearance）[5]。Yilmaz等對航空超合金材料（Inconel718和Ti–6Al–4V）進行了電火花快速鉆孔對比實驗：利用單通道（Single-channel）和多通道（Multi-channel）通孔銅電極（如圖1-9所示）分別進行加工，發(fā)現單通道內孔電極具有更高的材料去除率和更低的電極損耗,多通道內孔電極具有更好的表面質量[6]。Meena等研究了側噴射沖液（SideJetFlushing）、內噴射沖液（Through

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于小波變換的電火花放電狀態(tài)檢測與分析[J]. 蔣毅,趙萬生,顧琳,韋紅雨.  航天制造技術. 2009(06)
[2]微細電火花加工間隙放電狀態(tài)智能檢測方法的研究[J]. 周明,賈振元,郭麗莎,王瑞利.  電加工與模具. 2005(06)
[3]電火花加工中間隙放電狀態(tài)檢測的一種新方法[J]. 耿春明,趙萬生,趙家齊,劉晉春.  電加工與模具. 2001(03)
[4]一種高速走絲線切割加工間隙狀態(tài)的檢測方法[J]. 伍俊,李明輝.  電加工與模具. 2000(06)
[5]電火花加工放電狀態(tài)的檢測及神經模糊控制[J]. 羅元豐,趙萬生,狄士春.  高技術通訊. 2000(11)
[6]多傳感數據融合技術在微細電火花加工放電狀態(tài)檢測中的應用[J]. 裴景玉,高長水,劉正塤.  電加工與模具. 2000(03)
[7]電火花放電間隙狀態(tài)檢測模塊的設計[J]. 葉樹林.  電加工. 1999(04)
[8]數控電火花加工模糊控制系統(tǒng)中加工規(guī)準調節(jié)與伺服進給控制的研究[J]. 狄士春,曹光宇,趙萬生,邢文忠.  電加工. 1997(05)
[9]電火花加工電壓的模糊控制[J]. 羅鍵,張海南.  西北工業(yè)大學學報. 1994(03)
[10]抬刀對電火花加工穩(wěn)定性的影響及其自適應控制[J]. 趙萬生,劉晉春,袁哲俊,增沢隆久.  電加工. 1990(01)

碩士論文
[1]基于FreeRTOS實時系統(tǒng)的電火花線切割電源設計與實現[D]. 呂小川.山東大學 2017



本文編號：3421872