本文關鍵詞：絞合電極絲電火花線切割基礎研究

  更多相關文章： 高速往復走絲 電火花線切割 絞合電極絲 流場 模擬仿真 工藝效果

【摘要】：工作介質是影響電火花線切割極間正常放電的最重要因素之一,其主要依靠吸附在電極絲上并由電極絲帶入極間。目前,采用復合工作液進行大能量切割(平均切割電流I≥7A)時,極間工作液會因加工能量過大而汽化嚴重,致使極間因得不到足夠的工作液以維持正常放電狀態(tài)而影響切割效率,在切割后的工件表面產生燒傷紋。為此為提高電極絲帶入極間的工作液量并盡可能帶出蝕除產物,本文提出了一種新型的電火花線切割加工用絞合電極絲的構想。本論文圍繞絞合電極絲電火花線切割基礎研究進行了一系列工作,設計制造了雙絞合電極絲制作裝置,利用Fluent流體力學計算軟件對絞合電極絲和圓柱電極絲的極間流場進行了仿真計算,并設計實驗對仿真結果進行了驗證,研究了絞合電極絲在不同極間放電能量、不同走絲速度下的加工特性,以及絞距對其切割性能的影響。主要研究內容如下:(1)提出了雙絞合電極絲制作裝置在退扭、絞絲、張緊力控制、收絲和絞距控制等方面采取的方案,并依據方案進行了具體零件的設計制造。(2)利用Fluent流體力學計算軟件仿真了絞合電極絲和圓柱電極絲走絲時在電火花線切割極間的流場,發(fā)現(xiàn)了絞合電極絲極間流場的體積流率高于圓柱電極絲的,絞合電極絲極間流場中工作液有周向的速度分量,能夠加快恢復極間絕緣狀態(tài)。設計了絞合電極絲和圓柱電極絲的帶液工藝實驗,實驗結果驗證了仿真結果。(3)研究了絞合電極絲在不同極間放電能量、不同走絲速度下的加工特性,相對圓柱電極絲,絞合電極絲由于極間體積流率更大,使得加工區(qū)域冷卻消電離更充分,蝕除產物排除更加順暢,極間加工狀態(tài)更好,所以在極間能量較大或者走絲速度較慢時,絞合電極絲的切割速度和表面質量更好。(4)研究了絞距對絞合電極絲加工性能的影響,隨著絞距的增大,切割速度和表面質量有所提升,通過分析發(fā)現(xiàn)絞合電極絲螺旋型凹槽的單位長度體積與絞距成正比關系,認為絞合電極絲的螺旋型凹槽體積增大能促進極間冷卻消電離和蝕除產物排出,提升加工性能。
【關鍵詞】：高速往復走絲 電火花線切割 絞合電極絲 流場 模擬仿真 工藝效果
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG484
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 電火花線切割14-16
• 1.1.1 電火花線切割加工的概述14
• 1.1.2 電火花線切割加工基本原理和特點14-15
• 1.1.3 電火花線切割機床的分類15-16
• 1.2 電火花線切割高效切割技術16-19
• 1.2.1 脈沖電源17
• 1.2.2 走絲系統(tǒng)17-18
• 1.2.3 工作液及進液方式18
• 1.2.4 電極絲18-19
• 1.3 金剛石雙絞合線鋸19
• 1.4 論文研究的意義和主要內容19-23
• 1.4.1 論文研究的意義19-21
• 1.4.2 論文研究的主要內容21-23
• 第二章 試驗設備及測量工具23-27
• 2.1 試驗加工設備23-24
• 2.2 測量工具24-25
• 2.2.1 粗糙度儀24-25
• 2.2.2 螺旋測微器25
• 2.2.3 波形采集設備25
• 2.3 清洗設備25-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 雙絞合電極絲制作裝置設計27-44
• 3.1 絞合線制作技術的概述27-32
• 3.1.1 絞線機27-28
• 3.1.2 絞合方式和退扭方式28-30
• 3.1.3 單線恒張力控制技術30-32
• 3.1.4 恒定走絲線速度控制技術32
• 3.2 雙絞合電極絲制作裝置方案設計32-33
• 3.3 單根電極絲退扭裝置設計33-40
• 3.3.1 絞盤主軸設計34-36
• 3.3.2 嚙合型同步帶輪設計、同步帶選型及壓輪設計36-38
• 3.3.3 絞盤及帶傳動軸結構設計38-40
• 3.4 恒張力放絲裝置設計40-41
• 3.5 雙絞合電極絲收排絲裝置設計41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 絞合電極絲電火花線切割流場仿真及實驗研究44-55
• 4.1 數(shù)值模擬44-47
• 4.1.1 有限元分析方法簡述44
• 4.1.2 CFD（計算流體力學）仿真軟件的選擇44-46
• 4.1.3 流場理論模型46-47
• 4.2 絞合電極絲電火花線切割流場仿真分析47-51
• 4.2.1 仿真模型及邊界類型47-49
• 4.2.2 仿真結果分析說明49-51
• 4.3 絞合電極絲和圓柱電極絲帶液工藝實驗研究51-54
• 4.3.1 絞合電極絲和圓柱電極絲帶液工藝實驗方案及條件51-53
• 4.3.2 電極絲帶液實驗數(shù)據處理53-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 絞合電極絲高效電火花線切割實驗研究55-67
• 5.1 電火花線切割機床改造55-57
• 5.1.1 擋絲棒55-56
• 5.1.2 導電塊56-57
• 5.1.3 同步帶輪57
• 5.2 絞合電極絲、圓柱電極絲線切割試驗對比57-63
• 5.2.1 不同極間放電能量加工情況對比57-61
• 5.2.2 不同電極絲走絲速度加工情況對比61-63
• 5.3 絞距對絞合電極絲加工性能的影響63-65
• 5.3.1 不同絞距絞合電極絲的切割性能63-64
• 5.3.2 絞合電極絲溶液排屑槽效果的考察64-65
• 5.4 本章小結65-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 本文完成的主要工作67-68
• 6.2 后續(xù)研究工作展望68-69
• 參考文獻69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 李謝峰;劉志東;張旭東;李凌鈴;;往復走絲電火花線切割高效低損耗切割研究[J];中國機械工程;2014年01期

2 劉志東;;高速往復走絲電火花線切割的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];機械制造與自動化;2013年02期

3 劉東升;王守芳;;基于PLC與變頻器的恒張力卷繞控制系統(tǒng)[J];制造業(yè)自動化;2011年16期

4 劉志東;王振興;張艷;徐安陽;;高速走絲電火花線切割高效切割技術研究[J];中國機械工程;2011年04期

5 孫健;;籠式絞線機搖籃架的退扭機構的優(yōu)化設計[J];電線電纜;2010年02期

6 盛廣權;;成纜機電氣退扭傳動機構的設計[J];光纖與電纜及其應用技術;2008年06期

7 孫大陽;田麗霞;;壓延卷曲張力的幾種控制方式[J];橡塑技術與裝備;2008年03期

8 劉志東;;復合工作液提高高速走絲電火花線切割效率研究[J];南京航空航天大學學報;2008年01期

9 CIMT2007特種加工機床評述專家組;;第十屆中國國際機床展覽會特種加工機床評述[J];電加工與模具;2007年03期

10 周光永;;基于高速走絲電火花線切割中工件表面質量的分析[J];電氣制造;2006年08期

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前1條

1 范圣耀;高速走絲多次線切割電極絲動態(tài)特性及形位穩(wěn)定技術研究[D];江南大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前5條

1 劉金程;大厚度高效電火花線切割加工關鍵技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

2 宣仲義;高速快走絲電火花線切割機床數(shù)控系統(tǒng)設計與開發(fā)[D];浙江工業(yè)大學;2009年

3 李建軍;基于復合工作液的低速走絲電火花線切割技術研究[D];南京航空航天大學;2009年

4 倪楊;放電通道振蕩特性分析及其蝕除機理的研究[D];上海交通大學;2009年

5 程國柱;高低雙速走絲電火花線切割多次切割及表面完整性研究[D];南京航空航天大學;2009年

，

本文編號：969227