本文關(guān)鍵詞：高速往復(fù)走絲電火花線切割高效及細絲切割加工特性研究

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【摘要】：在高速往復(fù)走絲電火花線切割加工中,高效切割(大能量加工)和細絲加工是重要的研究領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用。然而高效切割中工件表而的燒傷現(xiàn)象和細絲加工中易斷絲的問題是目前難以解決的問題。本文從高效切割加工中工件表而產(chǎn)生的燒傷問題入手,發(fā)現(xiàn)切縫內(nèi)介質(zhì)的動態(tài)特性對加工過程起到重要作用,并以此為基礎(chǔ)對工件表而燒傷問題和細絲加工中斷絲問題進行了研究。主要研究內(nèi)容如下：(1)研究了高效切割產(chǎn)生工件表而燒傷的根本原因。燒傷條紋主要是因為切縫內(nèi)工作液因大能量切割后導(dǎo)致汽化,而汽化后致使切縫內(nèi)工作液不足,切縫內(nèi)熔融的蝕除產(chǎn)物無法得到有效冷卻,從而附著在切縫側(cè)壁而產(chǎn)生；(2)研究了蝕除產(chǎn)物排出與電極絲帶入工作液能力的關(guān)系。通過實驗研究了蝕除產(chǎn)物的主要拋出方式,即從垂直于電極絲的水平方向向切縫后部排出。而后通過數(shù)學(xué)模型對蝕除產(chǎn)物堆積和工作液流動之間的關(guān)系進行分析了,推斷出蝕除產(chǎn)物能否順暢排出決定了工作液能否被帶入切縫的程度；(3)為了減少切割表而燒傷,提出了磁場輔助高效加工方法。與切縫方向平行的梯度磁場可以對鐵基蝕除產(chǎn)物產(chǎn)生磁力作用,因此可以借助磁場來促進蝕除產(chǎn)物的排出,而這又使工作液更容易被電極絲帶入切縫深處。切縫內(nèi)熔融金屬液滴可以更好地被工作液冷卻并帶走,切割而燒傷程度會隨之下降；(4)在細絲加工方而,針對細絲切割中所具有的低張力、易斷絲、絲徑小等特點,對機床進行了針對性的改進設(shè)計；研究了細鉬絲加工工藝特點,即高電阻對采樣系統(tǒng)有影響,使控制系統(tǒng)對采樣信號的靈敏度下降,無法對放電狀態(tài)進行有效識別；而低張力會使鉬絲的撓度增加,再加上正反向摩擦系數(shù)不均勻,易造成Y方向上的切割條紋；(5)研究并歸納總結(jié)了細絲切割易斷絲的原因,并提出磁場輔助加工方法。斷絲的原因在于加工狀態(tài)不穩(wěn)定、放電集中等原因,而蝕除產(chǎn)物聚集是造成上述問題的原因之一,因此采用適當(dāng)?shù)拇艌鲚o助可以幫助蝕除產(chǎn)物排出,從而降低了細絲切割中斷絲的概率。
【關(guān)鍵詞】：電火花線切割 表面燒傷 磁場 細絲切割 斷絲
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG484
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 課題研究意義13
• 1.3 電火花線切割加工技術(shù)概述13-15
• 1.4 研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 高效加工的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 細電極絲加工的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 課題研究內(nèi)容17-18
• 第二章 電火花線切割高效加工研究18-38
• 2.1 燒傷條紋形成機理研究18-24
• 2.1.1 燒傷條紋的實驗現(xiàn)象18-19
• 2.1.2 燒傷條紋現(xiàn)象分析19-22
• 2.1.3 燒傷條紋的形成機理22-23
• 2.1.4 燒傷現(xiàn)象的機理模型23-24
• 2.2 蝕除產(chǎn)物的排出與燒傷條紋的關(guān)系24-31
• 2.2.1 蝕除產(chǎn)物的排出方式24-26
• 2.2.2 實驗現(xiàn)象分析26-27
• 2.2.3 蝕除產(chǎn)物的排出對燒傷的影響27-31
• 2.3 磁場輔助電火花線切割31-37
• 2.3.1 磁場輔助加工31-33
• 2.3.2 磁場對燒傷的影響33-34
• 2.3.3 磁場對加工穩(wěn)定性的影響34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 細電極絲電火花線切割機床設(shè)計38-51
• 3.1 定張力上絲機構(gòu)的設(shè)計38-42
• 3.1.1 細電極絲的勻絲特點38-40
• 3.1.2 定張力上絲機構(gòu)的設(shè)計40-42
• 3.2 運絲機構(gòu)的設(shè)計與改造42-45
• 3.2.1 運絲結(jié)構(gòu)的設(shè)計43-44
• 3.2.2 線架的設(shè)計44-45
• 3.3 運絲傳動部件的設(shè)計45-50
• 3.3.1 傳動比和齒輪的設(shè)計45-47
• 3.3.2 運絲部件的設(shè)計47-48
• 3.3.3 導(dǎo)輪組件的改進48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 細電極絲加工特性研究51-66
• 4.1 細鉬絲電阻對采樣的影響51-57
• 4.1.1 細絲加工的伺服控制策略51-52
• 4.1.2 極間電路模型的建立52-53
• 4.1.3 細鉬絲加工對伺服采樣的影響分析53-55
• 4.1.4 細鉬絲電阻對加工過程影響的實驗55-57
• 4.1.5 單邊進電采樣法57
• 4.2 細絲加工中張力對精度的影響57-60
• 4.2.1 電極絲撓度的數(shù)學(xué)模型57-58
• 4.2.2 摩擦系數(shù)不對稱對加工精度的影響58-60
• 4.3 細電極絲加工斷絲問題的研究60-65
• 4.3.1 初始切入時的斷絲問題61-62
• 4.3.2 極間介質(zhì)動態(tài)特性與斷絲的關(guān)系62-63
• 4.3.3 磁場輔助細絲加工63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 5.1 本課題完成的主要工作66-67
• 5.2 后續(xù)工作展望67-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72

【參考文獻】

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本文編號：636696