發(fā)布時(shí)間：2017-09-17 09:09

  本文關(guān)鍵詞：高速往復(fù)走絲電火花線切割大能量切割燒傷機(jī)理及伺服控制研究

  更多相關(guān)文章： 高速往復(fù)走絲 工件表面燒傷 正反向異速切割 極間距離 伺服控制 加工效率

【摘要】：近年來研究人員一直致力于提高高速往復(fù)走絲電火花線切割的切割表面質(zhì)量以及精度,而穩(wěn)定切割效率一直沒有太大的提高,一個(gè)主要原因是在大能量切割條件下,極間工作液汽化嚴(yán)重,導(dǎo)致蝕除產(chǎn)物無法及時(shí)排屑出去,從而在工件表面燒結(jié)形成燒傷條紋,嚴(yán)重影響切割表面質(zhì)量和電極絲壽命。同時(shí)由于檢測信號(hào)具有延時(shí)性,會(huì)造成伺服響應(yīng)過慢,也會(huì)對(duì)切割效率的提高產(chǎn)生很大的影響。針對(duì)上面影響高效切割的兩點(diǎn),本文從下面幾個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要內(nèi)容如下:(1)研究了燒傷物質(zhì)組成成分,通過放電波形分析了燒傷產(chǎn)生機(jī)理為大能量條件下,極間工作液汽化嚴(yán)重,蝕除產(chǎn)物無法及時(shí)排出,在工件表面燒結(jié)形成燒傷條紋。(2)分析了正反向切割、絲速以及占空比對(duì)工件燒傷的影響,并提出正反向變占空比異速加工方式,可以有效的減小或消除工件表面燒傷現(xiàn)象。(3)設(shè)計(jì)了兩種基于脈沖放電概率檢測伺服控制方式。一種為基于霍爾電流傳感器來檢測放電信號(hào)并通過單片機(jī)計(jì)算放電概率,而后控制機(jī)床進(jìn)給,該種方式不需對(duì)機(jī)床做大的改動(dòng),可直接外加,但需要考慮霍爾電流傳感器響應(yīng)速度與精度問題;另一種方法要對(duì)機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的改造,將機(jī)床的脈沖電源與放電概率檢測伺服控制整合到一起,通過軟件編輯控制界面,方便實(shí)用,成本較低。(4)分析了極間距離與放電波形之間的關(guān)系,即隨著極間距離縮短,放電波形的擊穿延時(shí)越少,當(dāng)脈間無法完全消電離時(shí),將會(huì)形成過渡放電(無擊穿延時(shí)放電),最終直至短路。(5)驗(yàn)證了基于放電概率檢測伺服控制方式是可以實(shí)現(xiàn)切割方向上極間距離的控制,通過放電波形可以看出,隨著設(shè)定目標(biāo)概率值的增大,極間距離縮短,加工越穩(wěn)定。(6)選取合理的加工參數(shù),試驗(yàn)了基于放電概率檢測伺服控制方式對(duì)大能量下工件表面燒傷的影響,得到新的控制方式可以更好的減輕大能量下工件表面燒傷問題,并在外部加工條件不變的條件下(工作液、工件材料、噴液方式等),將穩(wěn)定加工效率提高了近50%左右。
【關(guān)鍵詞】：高速往復(fù)走絲 工件表面燒傷 正反向異速切割 極間距離 伺服控制 加工效率
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG484
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 概述13-14
• 1.2 國外電火花線切割高效加工研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 國內(nèi)電火花線切割高效加工研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 電火花線切割極間間隙狀態(tài)檢測方法的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 間隙電壓或電流平均值檢測法17-18
• 1.4.2 間隙平均脈寬電壓檢測法18-19
• 1.5 課題主要研究意義及內(nèi)容19-21
• 1.5.1 課題研究意義19
• 1.5.2 課題研究的內(nèi)容19-21
• 第二章 高速往復(fù)走絲高效切割試驗(yàn)設(shè)備21-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備21
• 2.2 其他輔助設(shè)備21-24
• 2.2.1 粗糙度儀器21-22
• 2.2.2 示波器22
• 2.2.3 電導(dǎo)率儀22-23
• 2.2.4 掃描電子顯微鏡23
• 2.2.5 XRD分析儀23-24
• 2.2.6 超聲波清洗儀24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 高速往復(fù)走絲電火花線切割大能量下燒傷機(jī)理研究25-38
• 3.1 工件表面燒傷實(shí)驗(yàn)25-26
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)條件25-26
• 3.2 工件表面燒傷機(jī)理分析26-31
• 3.2.1 燒傷表面形貌及成分分析26-28
• 3.2.2 大能量下極間機(jī)理分析28-30
• 3.2.3 燒傷成因分析30-31
• 3.3 工件表面燒傷的影響因素31-35
• 3.3.1 正反向加工對(duì)工件燒傷的影響31-32
• 3.3.2 絲速對(duì)工件燒傷的影響32-33
• 3.3.3 占空比對(duì)工件燒傷的影響33-35
• 3.4 工件表面燒傷問題的處理35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 脈沖電源及伺服控制改進(jìn)38-50
• 4.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床電源改進(jìn)38-40
• 4.1.1 脈沖電源設(shè)計(jì)方案39-40
• 4.2 脈沖電源參數(shù)調(diào)節(jié)界面40-44
• 4.3 脈沖信號(hào)放大電路44-45
• 4.4 放電概率檢測電路及伺服控制工作原理45-49
• 4.4.1 基于脈沖電流放電概率檢測電路及伺服控制策略45-47
• 4.4.2 基于脈沖電壓概率檢測伺服控制策略47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 高速往復(fù)走絲電火花線切割高效加工研究50-64
• 5.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割極間狀態(tài)分析50-54
• 5.1.1 極間放電模型50-52
• 5.1.2 極間放電間隙理論分析52-53
• 5.1.3 大能量切割條件下極間狀態(tài)變化53-54
• 5.2 極間間隙大小與工作液電導(dǎo)率的關(guān)系54-56
• 5.2.1 單脈沖平臺(tái)的搭建54-55
• 5.2.2 放電間隙與電導(dǎo)率的關(guān)系55-56
• 5.3 機(jī)床進(jìn)給方式對(duì)極間距離的影響56-57
• 5.4 基于放電概率檢測伺服控制策略57-63
• 5.4.1 通過放電概率檢測伺服控制極間間隙57-59
• 5.4.2 放電概率檢測伺服進(jìn)給對(duì)工件燒傷的影響59-62
• 5.4.3 基于放電概率檢測伺服控制高效切割62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 本文完成的主要工作64-65
• 6.2 后續(xù)研究工作展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：868513