發(fā)布時間：2018-06-12 01:35

  本文選題：掃描速度 + 加工效率�。� 參考：《中國工程物理研究院》2016年碩士論文

【摘要】：電火花加工技術(shù)具備無宏觀切削力、非接觸等優(yōu)點,可用于眾多導電材料的加工。隨著微細電極制備技術(shù)的發(fā)展,微細電火花掃描加工技術(shù)在加工薄壁、低剛度以及復雜形狀的微三維結(jié)構(gòu)中占據(jù)了非常重要的地位,在微細加工中不可或缺。但是微細電火花掃描加工的加工效率不高制約了其發(fā)展,針對這一現(xiàn)狀,本文著重分析了影響加工效率的一個重要因素—掃描速度,提出了一種方法,通過對微能單脈沖放電的研究,建立了速度匹配模型并對其進行了優(yōu)化,由此能夠根據(jù)放電的電參數(shù)以及其他的非電參數(shù),確定一個最優(yōu)的掃描速度,使掃描速度與蝕除速度能夠匹配,減少短路以及空載脈沖,提高加工的穩(wěn)定性,從而提高加工效率,圍繞這一問題,本文主要開展了以下幾方面的研究：(1)微細電火花放電的機理以及加工特性分析。本文從微細電火花加工的基本單元—微能單脈沖放電出發(fā),分析了微能單脈沖放電的基本過程,從微能單脈沖場的產(chǎn)生、建立,絕緣介質(zhì)的擊穿,放電通道的形成及能量的傳遞、分配,電蝕產(chǎn)物的拋出以及放電結(jié)束后的消電離對放電過程進行了詳細的分析；本文還探討了微細電火花加工過程中不同放電狀態(tài)時的極間電壓、電流特性以及極性效應(yīng),加深了對放電加工中放電狀態(tài)的認識,獲得了在窄脈寬時,應(yīng)采取正極性加工這一結(jié)論。(2)微能單脈沖放電仿真和實驗研究。從仿真和實驗中獲得了極性、材料晶粒度、脈寬對微能單脈沖放電蝕除特征的影響規(guī)律。脈寬增加,正、負兩極電蝕坑直徑、深度和蝕除體積增大,徑深比減小,但相同脈寬時,正極電蝕坑直徑、深度和蝕除體積更大,徑深比更��；材料晶粒直徑越小,材料越容易被去除,但對于一般晶粒大小的材料,晶粒的直徑大小對材料蝕除的影響不大。(3)掃描速度匹配模型的建立及優(yōu)化。在微能單脈沖放電的基礎(chǔ)上,建立了微細電火花單道掃描速度模型,并進行了實驗驗證,實驗結(jié)果表明所建立模型是合理的,同時通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對最優(yōu)掃描速度進行了預(yù)測,并對預(yù)測值進行了驗證,實驗值與預(yù)測值的最大相對誤差不超過10%。以上的研究能夠為微細電火花單道掃描加工中掃描速度的選取提供一種方法,能夠在電參數(shù)和其他非電參數(shù)一定時,確定最優(yōu)的掃描速度,提高加工的穩(wěn)定性,從而提高微細電火花掃描加工的加工效率。
[Abstract]:EDM has the advantages of no macro cutting force, non-contact, and can be used in many conductive materials. With the development of micro-electrode fabrication technology, micro-EDM technology plays a very important role in machining thin-walled, low-stiffness and complex shape micro-three-dimensional structure, which is indispensable in micro-machining. However, the low machining efficiency of micro EDM restricts its development. In view of this situation, this paper focuses on the analysis of scanning speed, an important factor affecting machining efficiency, and puts forward a method. A velocity matching model is established and optimized through the study of micro-energy monopulse discharge. Thus, an optimal scanning speed can be determined according to the electrical parameters of the discharge and other non-electric parameters. So that scanning speed and etching speed can match, reduce short circuit and no-load pulse, improve the stability of processing, thus improve processing efficiency, around this problem, In this paper, the mechanism and machining characteristics of micro spark discharge are studied in the following aspects. Starting from the basic unit of micro-EDM, micro-energy monopulse discharge, the basic process of micro-energy monopulse discharge is analyzed in this paper. The generation and establishment of micro-energy monopulse field and the breakdown of insulating dielectric are discussed. The discharge process is analyzed in detail by the formation of discharge channels and the transfer and distribution of energy, the ejection of electroetching products and the deionization after the discharge. In this paper, the characteristics of voltage, current and polarity in different discharge states in the process of micro EDM are also discussed. The understanding of discharge state in discharge machining is deepened, and when the pulse width is narrow, the results are obtained. The conclusion of positive polarity machining should be taken. 2) Simulation and experimental study of micro-energy monopulse discharge. The effects of polarity, grain size and pulse width on the erosion characteristics of micro-energy monopulse discharge were obtained by simulation and experiments. The diameter, depth and volume of the etched pits increase and the ratio of diameter to depth decreases, but at the same pulse width, the diameter, depth and volume of the positive electrode etch pits are larger, the ratio of diameter to depth is smaller, and the diameter of the material grain is smaller. The easier the material is to be removed, but for the material of general grain size, the size of grain diameter has little effect on the material erosion. (3) the establishment and optimization of scanning velocity matching model. On the basis of micro-energy monopulse discharge, the single-channel scanning velocity model of micro-EDM is established, and the experimental results show that the model is reasonable. At the same time, the optimal scanning speed is predicted by the neural network model, and the predicted value is verified. The maximum relative error between the experimental value and the predicted value is less than 10%. The above research can provide a method for selecting scanning speed in micro-EDM, which can determine the optimal scanning speed and improve the stability of machining when the electrical parameters and other non-electrical parameters are fixed. In order to improve the machining efficiency of micro EDM.
【學位授予單位】：中國工程物理研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG661

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本文編號：2007653