壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花數(shù)控及CAM技術(shù)研究.pdf

1、作為非傳統(tǒng)加工制造技術(shù)的重要方法之一，電火花加工技術(shù)憑借著自身具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花加工技術(shù)是一種新型的微細(xì)電火花加工技術(shù)，該加工技術(shù)利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程中工具電極和工件之間的放電自適應(yīng)，提高了微細(xì)電火花加工過(guò)程的穩(wěn)定性。本文對(duì)壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花數(shù)控系統(tǒng)及CAM系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的軟件，并進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn)，取得了較好的效果。課題主要工作如下:
　　

2、 全面論述了電火花加工技術(shù)的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)控及CAM技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析，并針對(duì)本課題提出了研究方案。
　　 對(duì)壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花數(shù)控系統(tǒng)硬件和軟件進(jìn)行了研究。分析了壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花加工的原理及特點(diǎn)，得出了數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能。研究了壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，以PI微米定位平臺(tái)，C863運(yùn)動(dòng)控制器，莫非數(shù)據(jù)采集卡及AVR單片機(jī)為基礎(chǔ)完成了數(shù)控系統(tǒng)硬件部分開(kāi)發(fā)。研究了壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花數(shù)控加工軟件

3、，解決了數(shù)控系統(tǒng)譯碼、單步追蹤法插補(bǔ)計(jì)算等關(guān)鍵問(wèn)題，完成了數(shù)控軟件的開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)精度高、成本低、靈活性好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。
　　 對(duì)壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花CAM系統(tǒng)進(jìn)行了研究。分析了壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)，得出了系統(tǒng)應(yīng)具有電極半徑補(bǔ)償、加工路徑優(yōu)化、數(shù)控代碼生成等功能。研究了基于DXF文件的二維CAM技術(shù)，解決了工具電極半徑補(bǔ)償、交互式路徑優(yōu)化、代碼生成等關(guān)鍵問(wèn)題，完成了二維CAM軟件的開(kāi)發(fā)。對(duì)基于UG C

4、AM的三維CAM功能進(jìn)行了分析，通過(guò)設(shè)置合理的加工參數(shù)，利用傳統(tǒng)機(jī)械銑削功能，成功實(shí)現(xiàn)了可用于壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花加工的三維數(shù)控代碼的生成。代碼生成實(shí)例驗(yàn)證了研究結(jié)果的正確性。
　　 對(duì)壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花微細(xì)孔及二維結(jié)構(gòu)加工控制方法進(jìn)行了研究。根據(jù)微細(xì)孔的加工特點(diǎn)，采用速度控制方法，設(shè)計(jì)了微細(xì)孔加工控制算法，實(shí)現(xiàn)了加工短路回退，開(kāi)路快速進(jìn)給等功能。采用放電狀態(tài)統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行了二維結(jié)構(gòu)的加工控制，設(shè)計(jì)了加工控制算法，實(shí)現(xiàn)了短路回退、

5、開(kāi)路進(jìn)給、工具電極軸向損耗補(bǔ)償?shù)裙δ?。加工?shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了加工控制算法的可靠性。
　　 對(duì)壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花分層銑削加工技術(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)借鑒RPM技術(shù)，將三維結(jié)構(gòu)加工轉(zhuǎn)化為多層二維結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，結(jié)合電極等損耗加工方法，實(shí)現(xiàn)了壓電自適應(yīng)微細(xì)電火花三維微細(xì)結(jié)構(gòu)加工。該加工方法利用電極底端放電進(jìn)行加工，提高了加工質(zhì)量，簡(jiǎn)化了加工控制。探討了分層加工的路徑優(yōu)化方法，通過(guò)增大電極軌跡重疊率，縱橫切換電極運(yùn)動(dòng)方向及來(lái)回往復(fù)加工來(lái)消除加工