【摘要】：隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品向小型化、高精度方向發(fā)展。對于硬脆性材料,超聲加工技術(shù)具有效率高、精度好的技術(shù)優(yōu)勢,但對于硬度高且韌性強(即脆性小)的材料,超聲加工效率顯著降低且工具頭易磨損,超聲加工與電加工有機復(fù)合的超聲復(fù)合電加工技術(shù),具有復(fù)合優(yōu)勢,能高精、高效進(jìn)行硬度高、韌性強的零件加工。但超聲復(fù)合電加工過程影響參數(shù)多且變化復(fù)雜,加工過程的穩(wěn)定性常難以維持,為解決這一難題,本文進(jìn)行超聲復(fù)合電加工過程多能量作用機理及優(yōu)化控制的研究與試驗。本文概述超聲加工、電火花加工、電解加工的原理與加工特性,分析國內(nèi)外超聲復(fù)合電加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀,對其主要加工參數(shù)的檢測方法與控制技術(shù)進(jìn)行了探討,并擬定參數(shù)檢測、控制方案;分析超聲振動參數(shù)、電加工參數(shù)、工作液等參數(shù),定量分析其加工效率、精度的影響規(guī)律,建立復(fù)合電加工效率模型;根據(jù)加工過程參數(shù)變化特性,提出有效控制措施與策略,可在線、實時調(diào)節(jié)超聲振動能量、電加工能量匹配關(guān)系,保持加工過程的持續(xù)穩(wěn)定與優(yōu)化,有效提高加工效率、保證加工精度。構(gòu)建、完善超聲復(fù)合電加工系統(tǒng),包括:超聲振動裝置、電加工裝置、同步斬波電源、磁懸浮工作臺等;選用多種高精、高速傳感器、數(shù)據(jù)存儲示波器、數(shù)據(jù)采集卡、I/O接口及控制器件等,設(shè)計、構(gòu)建并完善復(fù)合電加工參數(shù)檢測與控制系統(tǒng),對超聲振幅、電加工脈沖電源輸出電壓、電加工極間電流等參數(shù)進(jìn)行在線檢測,各參數(shù)檢測的模擬信號經(jīng)PCI-1706U數(shù)據(jù)采集卡,轉(zhuǎn)化為計算機可識別運算的數(shù)字信號;由單片機STM32控制數(shù)字電位器(替換原手動機械電位器)控制超聲電源;通過控制軟件及輸出接口,實時控制超聲振幅(數(shù)字電位器調(diào)節(jié)超聲電源激勵電壓)、電加工電壓幅值及加電閾值區(qū)間。利用Visual C++6.0開發(fā)設(shè)計超聲復(fù)合電加工檢測與控制系統(tǒng)軟件,實現(xiàn)加工條件設(shè)置及加工參數(shù)采集、處理、顯示與存儲功能。設(shè)計、制作多種端面截形的微細(xì)工具電極,選用硬質(zhì)合金YT15和YG8、玻璃鋼、不銹鋼等材料,利用研制完善的具有參數(shù)檢測與控制功能的超聲復(fù)合電加工系統(tǒng),進(jìn)行超聲復(fù)合電加工試驗研究,分析主要參數(shù)對加工效率、加工精度的影響規(guī)律。采用單一超聲加工試驗,進(jìn)行人工調(diào)節(jié)與系統(tǒng)軟件自適應(yīng)控制調(diào)節(jié)穩(wěn)定性與加工效率對比試驗;進(jìn)行超聲復(fù)合電加工參數(shù)試驗,結(jié)果表明:參數(shù)檢測與控制的超聲復(fù)合電加工系統(tǒng)工作穩(wěn)定,加工精度穩(wěn)定,加工效率顯著提高。
【圖文】：

８邐揚州大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑第二章超聲復(fù)合電加工多作用協(xié)調(diào)的機理分析逡逑２．１超聲復(fù)合電加工的基本原理逡逑２．１．１超聲加工機理逡逑超聲加工的原理是通過工具頭高頻振動帶動工作液中的磨粒高速撞擊工件表面來去逡逑除材料［５（）］。如圖２－１所示，超聲加工裝置的主要構(gòu)成包括：超聲波發(fā)生器、換能器、變幅逡逑桿、工具頭和工作臺等部分組成。高頻交變激勵電壓經(jīng)超聲波發(fā)生器產(chǎn)生并傳至換能器，逡逑換能器產(chǎn)生超聲頻振動，變幅桿將振動幅值擴大，此時變幅桿底端的工具頭進(jìn)行縱向超聲逡逑頻振動。將含有磨料的工作液滴加在工具頭與工件之間，工具頭的振動沖擊磨料顆粒，使逡逑微細(xì)磨粒連續(xù)撞擊工件表面。工具頭端面在超聲的高頻振動作用下加速度變得很大，因此逡逑磨粒的沖擊力很強，工件表面在工作液中的微細(xì)磨粒持續(xù)不斷的沖擊下被碎除，伴隨著超逡逑聲“空化”作用可攪拌加工區(qū)的磨料和工作液及時循環(huán)更新，強化材料的去除碎除作用。逡逑

邐９逡逑圖２－２為超聲復(fù)合電解加工機理圖，該加工方法將超聲加工與電解加工復(fù)合在一起，逡逑發(fā)揮各自的優(yōu)勢達(dá)到去除材料的目的。以超聲加工裝置為試驗設(shè)施，電解加工電源的正極逡逑接在工件一端，負(fù)極接在工具頭一端，工作液為一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的磨料懸浮液［５２］。逡逑２．１．３超聲復(fù)合電火花加工機理逡逑電火花加工不受工件硬度的影響，且加工精度較高，，適用于難加工金屬材料。但是由逡逑于火花放電加工過程中，排屑條件、極性效應(yīng)和電弧脈沖等因素的影響，加工精度和效率逡逑會有所下降［５３］。超聲復(fù)合電火花加工可以利用超聲振動所產(chǎn)生的泵吸與空化作用，來改善逡逑排屑條件，同時改良電極損耗和材料去除效率。逡逑圖２－３為超聲復(fù)合電火花加工機理示意圖，在一次振動中如圖（ａ）邋￣邋（ｄ）工具頭下壓逡逑到工件表面
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG66

【參考文獻(xiàn)】

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3 王明環(huán);章巧芳;彭偉;;螺旋孔電解加工多物理場耦合機理研究[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2014年05期

4 朱永偉;邵健;蘇楠;云乃彰;;同步超聲振動調(diào)制微細(xì)放電-電解加工技術(shù)[J];機械工程學(xué)報;2014年01期

5 范植堅;楊森;唐霖;;電解加工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J];西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年10期

6 常偉杰;張建華;朱濤;王濤;;超聲輔助電火花加工電介質(zhì)擊穿電壓研究[J];制造技術(shù)與機床;2012年02期

7 賈連杰;刁國虎;馬建新;朱永偉;;微齒輪超聲復(fù)合電解加工工藝設(shè)計與試驗[J];揚州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

8 朱濤;張建華;常偉杰;王濤;;超聲輔助電火花銑削放電狀態(tài)檢測與控制[J];電加工與模具;2011年01期

9 肖強;李言;李淑娟;;硬脆材料超聲波精密加工機理及影響因素研究[J];兵器材料科學(xué)與工程;2010年03期

10 陸曉燕;;超聲波塑料焊接機的振動系統(tǒng)設(shè)計[J];裝備制造技術(shù);2010年04期

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2 刁國虎;超聲復(fù)合電火花加工系統(tǒng)分析及試驗研究[D];揚州大學(xué);2011年

本文編號：2692029