微細(xì)電火花加工技術(shù)以其高精度、高表面質(zhì)量以及無宏觀力的特點在尖端工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,例如精密機械工程、微型機械、微電子技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程以及航空航天等技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)階段微細(xì)電火花加工機床普遍采用單電極放電加工,對于含有多個微細(xì)孔的零件只能逐孔加工,加工效率較低。針對電火花加工效率低這一技術(shù)難題,國內(nèi)外相繼提出群電極加工陣列微細(xì)孔的技術(shù)。該技術(shù)采用電火花反拷貝原理,首先用微細(xì)單電極加工出微陣列孔,然后用微陣列孔加工出群電極。群電極技術(shù)的提出雖然大幅提高了微細(xì)孔加工效率,但也存在著技術(shù)缺陷:單個電極不能進(jìn)行獨立放電控制,若某個電極短路時集中能量放電將造成該短路電極燒毀;電極無法旋轉(zhuǎn),不能利用旋轉(zhuǎn)功能促進(jìn)排屑,孔加工深度有限;群電極制作困難,工藝復(fù)雜。針對目前電火花微細(xì)加工的研究現(xiàn)狀,本文提出一種多微細(xì)孔同步電火花復(fù)合旋轉(zhuǎn)振動加工系統(tǒng),致力于提高多微細(xì)孔加工質(zhì)量和加工效率。基于多微細(xì)孔同步電火花加工系統(tǒng)的功能需求,自主研制了一臺多微細(xì)孔同步電火花加工機床。該機床由兩大部分組成:機械平臺和控制系統(tǒng),可實現(xiàn)多電極獨立微能脈沖放電,各電極加工間隙狀態(tài)實時檢測以及伺服進(jìn)給調(diào)節(jié),同時各電極可... 

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微細(xì)電火花加工技術(shù)
        1.2.2 微陣列孔加工技術(shù)
    1.3 脈沖放電控制技術(shù)
        1.3.1 獨立式脈沖電源
        1.3.2 RC式脈沖電源
    1.4 間隙狀態(tài)檢測技術(shù)
        1.4.1 電火花加工過程放電狀態(tài)劃分
        1.4.2 常用的幾種檢測方法分析
    1.5 課題主要研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
第2章 多微細(xì)孔同步電火花加工系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 多微細(xì)孔同步電火花加工系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
    2.2 多微細(xì)孔同步電火花加工機床總體結(jié)構(gòu)
    2.3 機床機械平臺設(shè)計
        2.3.1 Z軸伺服進(jìn)給機構(gòu)
        2.3.2 振動機構(gòu)
        2.3.3 多電極同步旋轉(zhuǎn)機構(gòu)
    2.4 機床運動控制系統(tǒng)設(shè)計
        2.4.1 Z軸伺服運動控制
        2.4.2 電極旋轉(zhuǎn)與振動控制
    2.5 本章小結(jié)
第3章 微能脈沖電源硬件電路設(shè)計
    3.1 微能脈沖電源總體架構(gòu)
    3.2 處理器模塊
    3.3 放電控制回路模塊
        3.3.1 脈沖放電工作過程
        3.3.2 光耦隔離電路
        3.3.3 D觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)電路
        3.3.4 電容充電閾值電路
        3.3.5 NMOS管驅(qū)動電路
        3.3.6 微能放電主電路
    3.4 間隙狀態(tài)檢測模塊
    3.5 本章小結(jié)
第4章 多微細(xì)孔同步電火花加工系統(tǒng)程序設(shè)計
    4.1 機床手動模式程序設(shè)計
        4.1.1 按鍵與指示燈配置
        4.1.2 電極位置調(diào)整
        4.1.3 電機控制程序
    4.2 基于Modbus的直流可調(diào)電源串口通訊
        4.2.1 USART配置程序
        4.2.2 Modbus協(xié)議
    4.3 脈沖放電及多參數(shù)閉環(huán)控制程序設(shè)計
        4.3.1 間隙狀態(tài)檢測程序
        4.3.2 高能清掃脈沖放電程序
    4.4 基于LabVIEW的人機交互界面設(shè)計
        4.4.1 界面總體方案設(shè)計
        4.4.2 處理器端通訊程序
        4.4.3 PC端LabVIEW程序及界面呈現(xiàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 多微細(xì)孔同步電火花加工實驗
    5.1 電火花加工平臺與試驗條件
    5.2 微細(xì)脈沖電源試驗研究
    5.3 微細(xì)電火花加工實驗與影響因素探究
        5.3.1 電火花加工波形
        5.3.2 單因素變量控制實驗
        5.3.3 旋轉(zhuǎn)振動對加工質(zhì)量的影響
        5.3.4 多因素正交實驗
    5.4 三電極同步加工實驗
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
學(xué)位論文評闃及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于STM32的手持式空氣顆粒含量檢測儀設(shè)計[J]. 孫軍英.  儀表技術(shù). 2019(01)
[2]步進(jìn)電機驅(qū)動技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 沈紹敏,靳璐.  電子技術(shù)與軟件工程. 2018(16)
[3]電火花加工裝備國內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J]. 顧琳.  航空制造技術(shù). 2015(16)
[4]微細(xì)電火花加工脈沖電源及智能控制器設(shè)計[J]. 尚繼良,陳強.  機械與電子. 2015(04)
[5]超聲振動復(fù)合微細(xì)電火花加工微小孔試驗研究[J]. 朱波,鐘曉紅,陳濟輪,張昆,陳靖,張萬剛.  電加工與模具. 2014(03)
[6]基于脈寬調(diào)制技術(shù)的直流電機式EGR控制軟件設(shè)計[J]. 楊衛(wèi)平,胡友耀,雷軍,李金廣,任浩杰,章明.  拖拉機與農(nóng)用運輸車. 2013(04)
[7]基于CPLD的多功能微細(xì)電加工電源的研制[J]. 樊友文,褚旭陽,陸連強,劉剛,洪永強.  電加工與模具. 2013(02)
[8]微細(xì)電火花加工可控式RC脈沖電源研究[J]. 黃海清,劉偉,曾令燎,張海平.  電加工與模具. 2013(02)
[9]基于STM32的多電機協(xié)同控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李紅燕,魏世民,廖啟征,郭磊.  機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2012(05)
[10]基于模糊控制的微細(xì)電火花加工脈沖電源研究[J]. 黃瑞寧,劉兵,樓云江.  中國機械工程. 2012(14)

博士論文
[1]集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[D]. 耿雪松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]微小孔及陣列孔微細(xì)電火花加工的若干基礎(chǔ)問題研究[D]. 解寶成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]微小孔電火花加工過程控制系統(tǒng)的研究[D]. 蔣毅.上海交通大學(xué) 2011
[4]微細(xì)陣列電極陣列孔的組合電加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曾偉梁.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]多電極旋轉(zhuǎn)振動獨立放電微細(xì)加工裝置研究[D]. 趙陽周.山東大學(xué) 2018
[2]基于STM32單片機的氣體分析儀設(shè)計[D]. 蔡莉媛.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[3]SiCp/Al電火花微小孔加工的放電狀態(tài)檢測及控制技術(shù)研究[D]. 蘭起洪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]區(qū)域輻射劑量監(jiān)測系統(tǒng)的研制[D]. 陳穎.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2012
[5]壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花加工工藝研究[D]. 包廣華.山東大學(xué) 2011
[6]微噴陣列孔電火花加工多模式脈沖電源系統(tǒng)的研究[D]. 李含林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[7]磁場電火花復(fù)合小孔加工機理及仿真實驗研究[D]. 葉明國.太原理工大學(xué) 2009
[8]DK7140電火花成型機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其智能控制系統(tǒng)的研究[D]. 申燕.山東理工大學(xué) 2009
[9]復(fù)合型微細(xì)電火花加工裝置及工藝的研究[D]. 易茂斌.天津大學(xué) 2008
[10]陣列軸孔的微細(xì)超聲電火花復(fù)合加工技術(shù)研究[D]. 董德生.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3733581