本文關(guān)鍵詞：微細(xì)電火花分層沉積關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究

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【摘要】：隨著機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展,微機(jī)械加工技術(shù)成為機(jī)械行業(yè)研究的重點(diǎn)方向,微機(jī)械加工技術(shù)在航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。微細(xì)電火花沉積技術(shù)作為一種新興發(fā)展起來(lái)的微機(jī)械加工技術(shù),以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者所研究。研究適應(yīng)于特定功能要求的放電沉積新工藝及裝置,提高微細(xì)電火花放電沉積技術(shù)本身的極限制造能力,實(shí)現(xiàn)微尺度金屬結(jié)構(gòu)的增材制造新方法,將成為該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。本文分析了微細(xì)電火花沉積技術(shù)的實(shí)現(xiàn)條件以及其對(duì)加工裝備的要求,自主設(shè)計(jì)研發(fā)了一臺(tái)基于“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”的微細(xì)電火花沉積專用裝備。對(duì)裝備的硬件系統(tǒng)進(jìn)行了搭建,硬件系統(tǒng)包括上位機(jī)、PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)、精密主軸、工作臺(tái)等;并且對(duì)關(guān)鍵部件之間的工作通訊方式進(jìn)行了設(shè)定,對(duì)伺服控制系統(tǒng)的PID進(jìn)行了調(diào)整。對(duì)本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),在Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)條件下,基于VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)了軟件結(jié)構(gòu)各模塊的功能。通過(guò)上位機(jī)實(shí)時(shí)控制下位機(jī),實(shí)現(xiàn)軟件輔助控制系統(tǒng)沉積加工的功能。針對(duì)沉積加工的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了脈沖電源、確定了放電狀態(tài)檢測(cè)方法,研究了針對(duì)分層沉積加工的策略,建立了加工控制模型,并且編寫了伺服控制程序。本文在大量沉積實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究了工藝參數(shù)對(duì)放電沉積加工的影響,總結(jié)出了工藝規(guī)律,進(jìn)行了微細(xì)電火花單脈沖沉積以及不同軌跡下的分層掃描沉積實(shí)驗(yàn),對(duì)沉積層形貌進(jìn)行了分析;結(jié)果表明,本系統(tǒng)具備了進(jìn)行微細(xì)電火花沉積加工的能力。
【關(guān)鍵詞】：微細(xì)電火花 分層沉積加工 加工裝備 硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG661
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 微細(xì)電火花去除技術(shù)的發(fā)展13-16
• 1.2.2 微細(xì)電火花沉積技術(shù)的發(fā)展16-18
• 1.2.3 電火花加工裝備的發(fā)展及現(xiàn)狀18-21
• 1.3 課題的來(lái)源與研究意義21-22
• 1.3.1 課題的來(lái)源21
• 1.3.2 課題的研究意義21-22
• 1.4 課題的研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 微細(xì)電火花沉積裝備運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)24-46
• 2.1 微細(xì)電火花沉積加工原理及實(shí)現(xiàn)條件24-27
• 2.1.1 加工介質(zhì)的確定25-26
• 2.1.2 加工極性的選擇26
• 2.1.3 正負(fù)極間能量分配26-27
• 2.2 微細(xì)電火花沉積系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能27
• 2.3 采用“PC+運(yùn)動(dòng)控制卡”的控制方案27-28
• 2.4 PMAC可編程運(yùn)動(dòng)控制卡28-29
• 2.5 微細(xì)電火花沉積運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)硬件構(gòu)成29-33
• 2.5.1 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡主板卡30-31
• 2.5.2 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡軸擴(kuò)展卡31
• 2.5.3 伺服電機(jī)31-32
• 2.5.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器32-33
• 2.5.5 三軸精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)本體33
• 2.6 微細(xì)電火花沉積運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)硬件總裝33-40
• 2.6.1 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡與上位機(jī)的連接33-34
• 2.6.2 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡與系統(tǒng)連接34-35
• 2.6.3 Z軸失電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)35-36
• 2.6.4 正負(fù)限位與回零信號(hào)的連接36-37
• 2.6.5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的連接37-39
• 2.6.6 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總裝及實(shí)物圖39-40
• 2.7 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的PID整定40-44
• 2.7.1 PID控制器的原理及其算法40
• 2.7.2 整定PID的具體方法40-44
• 2.8 本章小結(jié)44-46
• 第3章 微細(xì)電火花沉積裝備軟件設(shè)計(jì)46-64
• 3.1 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)46-47
• 3.2 軟件系統(tǒng)平臺(tái)以及開(kāi)發(fā)環(huán)境的選擇47-48
• 3.3 軟件總體結(jié)構(gòu)及人機(jī)交互界面48-50
• 3.4 PMAC運(yùn)動(dòng)控制卡與上位機(jī)通訊50-51
• 3.5 人機(jī)交互界面各部分功能實(shí)現(xiàn)51-62
• 3.5.1 實(shí)時(shí)信息顯示模塊51-53
• 3.5.2 手動(dòng)控制模塊53-56
• 3.5.3 程序管理模塊56-59
• 3.5.4 參數(shù)設(shè)置模塊59-60
• 3.5.5 低壓接觸感知模塊60-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 第4章 微細(xì)電火花沉積加工關(guān)鍵策略實(shí)現(xiàn)64-74
• 4.1 脈沖電源64-65
• 4.2 放電間隙狀態(tài)檢測(cè)方法65
• 4.3 微細(xì)電火花沉積策略的研究65-73
• 4.3.1 單點(diǎn)軌跡疊加沉積策略66-69
• 4.3.2 連續(xù)軌跡沉積控制策略69-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第5章 微細(xì)電火花沉積加工實(shí)驗(yàn)74-86
• 5.1 實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備與建立74-76
• 5.2 微細(xì)電火花放電沉積影響因素76-79
• 5.2.1 主軸伺服進(jìn)給速度對(duì)過(guò)沖量的影響77-78
• 5.2.2 開(kāi)路間隙電壓對(duì)過(guò)沖量的影響78
• 5.2.3 脈沖電源電容值對(duì)過(guò)沖量的影響78-79
• 5.3 單脈沖沉積加工實(shí)驗(yàn)79-80
• 5.4 軌跡分層沉積加工實(shí)驗(yàn)80-85
• 5.4.1 直線軌跡分層沉積加工81
• 5.4.2 夾角60度軌跡分層沉積加工81-82
• 5.4.3 夾角150度軌跡分層沉積加工82-83
• 5.4.4 夾角90度軌跡分層沉積加工83-84
• 5.4.5 正方形軌跡分層沉積加工84
• 5.4.6 QDTECH字母軌跡分層沉積84-85
• 5.5 本章小結(jié)85-86
• 第6章 總結(jié)與展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果94-95
• 致謝95

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 金柏冬;王振龍;彭子龍;魏振文;趙萬(wàn)生;;電火花沉積加工微細(xì)結(jié)構(gòu)的研究[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年S1期

2 王振龍,趙萬(wàn)生;微細(xì)電火花加工中電極材料的蝕除機(jī)理研究[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2002年01期

3 石宏,蔡光起,史家順;開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];機(jī)械制造;2005年06期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 彭子龍;微細(xì)電火花沉積與去除可逆加工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

2 金柏冬;氣中微細(xì)電火花沉積關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

3 董穎懷;一種微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及其制造技術(shù)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：593041