集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)及其應(yīng)用研究.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品及其相關(guān)零部件正向著精密化、復(fù)雜化及材料高性能化和多樣化方向發(fā)展，相應(yīng)地對微細(xì)加工技術(shù)也提出了極高要求。微細(xì)電火花加工技術(shù)作為一種實(shí)用的微細(xì)加工技術(shù)，在微孔、微溝槽及微三維結(jié)構(gòu)等微小尺度零件加工方面具有突出優(yōu)勢。但是，功能單一、加工靈活性差及加工效率低等問題嚴(yán)重制約著微細(xì)電火花加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。本文針對上述問題基于微細(xì)電火花線切割加工機(jī)床開發(fā)了集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)，并利用該加工系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)加工工藝研究。
　

2、　本文以微細(xì)電火花線切割加工機(jī)床為本體配置旋轉(zhuǎn) A軸模塊、旋轉(zhuǎn) Z軸模塊、塊電極反拷加工模塊等功能模塊進(jìn)行了集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)的設(shè)計，該集成式加工系統(tǒng)可以完成二維結(jié)構(gòu)和具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工、微細(xì)軸孔微細(xì)電火花在線加工、陣列結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花在線加工、微細(xì)電火花成型加工及微細(xì)電火花銑削加工等多種微細(xì)電火花加工工藝。集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)對微細(xì)電火花加工技術(shù)加工能力的增強(qiáng)及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展奠定了基礎(chǔ)。
　　分析

3、了集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)脈沖電源的放電特點(diǎn)，進(jìn)行了微細(xì)電火花加工放電狀態(tài)檢測技術(shù)的研究，提出了基于放電密度的微細(xì)電火花加工放電狀態(tài)檢測方法并對放電狀態(tài)檢測系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，提高了微細(xì)電火花加工過程中放電狀態(tài)檢測的分辨度。
　　結(jié)合模糊控制理論，針對不同微細(xì)電火花加工加工工藝分別進(jìn)行了相應(yīng)的模糊控制器設(shè)計，模糊控制系統(tǒng)的輸入變量為放電狀態(tài)的相對統(tǒng)計率，微細(xì)電火花線切割加工模糊控制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為脈間及伺服參考電壓，微細(xì)電

4、火花小孔加工模糊控制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)為脈間及抬刀周期。并基于 VC++與MATLAB混合編程搭建了集成式微細(xì)電火花加工模糊控制系統(tǒng)，利用模糊控制工具箱可視化地完成隸屬函數(shù)及模糊規(guī)則的調(diào)節(jié)與修改，并可以實(shí)現(xiàn) C語言代碼的自動生成，能夠完成虛擬運(yùn)算，保證了算法正確性。
　　為了適應(yīng)微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品及其相關(guān)零部件材料高性能化和多樣化的發(fā)展趨勢，進(jìn)行了SiCp/Al復(fù)合材料微細(xì)電火花線切割加工工藝研究，采用中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)規(guī)劃，

5、并利用響應(yīng)曲面法建立了SiCp/Al復(fù)合材料微細(xì)電火花線切割加工材料去除率的二次回歸數(shù)學(xué)模型，同時利用粒子群優(yōu)化算法對微細(xì)電火花線切割電源參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。此外以獲得更小的表面粗糙度為加工目標(biāo)，對SiCp/Al復(fù)合材料微細(xì)電火花線切割多次加工工藝進(jìn)行了研究。
　　進(jìn)行了微細(xì)陣列結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花在線加工工藝研究，分析了微細(xì)陣列電極加工中切割面積與電極絲運(yùn)絲速度對陣列電極加工精度的影響、工作臺進(jìn)給速度對微細(xì)陣列孔微細(xì)電火花加工效率及陣列電

6、極損耗的影響，并通過合理的參數(shù)設(shè)置采用臥式加工完成了微細(xì)陣列結(jié)構(gòu)的微細(xì)電火花在線加工。
　　進(jìn)行了回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工工藝研究，分析了回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工過程中極性效應(yīng)對加工表面質(zhì)量的影響，并采用響應(yīng)曲面法建立了以開路電壓、放電電容和工件旋轉(zhuǎn)速度為變量的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工材料去除率二次回歸數(shù)學(xué)模型，并分析了伺服參考電壓對回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)微細(xì)電火花線切割加工精度的影響。
　　提出了一種微型渦輪轉(zhuǎn)子凹模組合微細(xì)