民火花微细加工系统研制

根据电火花微细加工的技术特点，设计研制适应电火花微细加工要求的伺服控制系统，微能脉冲电源和微细电极制造机构，整个系统工作稳定，能够较好地达到微细加工的要求。     

微细电火花成形加工设备关键技术研究

基于微细电火花加工的要求,对微细电火花成形加工设备中的关键技术进行研究,成功研制了一套高精度的微细放电加工设备产品,包括一台微细电火花加工机床和一台精密脉冲电源。优化机床关键零/部件的结构后,机床的变形小,运动精度高;电源放电稳定,控制精确。经加工试验表明,该设备加工效果较好,加工精度和稳定性较高,加工出的窄槽工件的尺寸精度可达到5μm,加工直径为300μm的小孔,其圆度误差达到3μm,可满足微细电火花加工的要求。     

三维微细电火花加工伺服控制系统设计及实验研究

针对微细电火花加工伺服控制系统的要求,进行了微细电火花加工伺服控制系统总体设计.伺服控制系统特点是执行机构采用步进电机+压电陶瓷的宏微细合式驱动机构,实现了大行程和小步距的有机结合,能够提高电火花加工机床的加工性能.同时Z轴增加一个振动源,实现自动排屑和微调加工间隙.通过实验验证,证明系统运行良好,运动平台能够达到较高的精度,并实现了简单的极微细电火花加工.     

微细电火花加工技术的研究进展

研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势。比较分析了常用微细加工与微细电火花加工方法的特点及应用，论述了线电极电火花磨削技术的原理及在微细加工中的作用。结合电火花加工过程中无宏观作用力的特点，论述了微细电火花加工装置微小型化的可行性和几种主要形式。     

微细电火花加工机床关键技术

研制开发两台高精度、高性能,具有自主知识产权的微细电火花加工机床,并对微细电火花加工机床的几个特有关键技术进行了深入研究.基于压电陶瓷的宏微伺服进给系统能实现分辨率为3.42 nm的微进给,并且能实现振动式进给,以改善微细电火花加工的间隙状态,提高微细电火花的加工效率和加工质量.结合块电极反拷与线电极反拷的微细工具电极反拷系统,可高效高精度地现场制作微细电极,电极直径最小可达4 μm.基于多传感器信息融合技术的放电间隙状态监测技术,能很好地解决微细电火花加工间隙状态的监测与识别问题.RC脉冲电源不存在维持电压现象,这一最新发现为降低单脉冲放电能量难题提供一个新的解决途径,使得基于RC方法开发的超微能脉冲电源的单脉冲放电能量最小降至皮焦级,为微细电火花加工奠定了良好的基础.最后的微细电火花加工试验表明,所开发的微细电火花加工机床性能稳定,且加工质量良好,尤其适合加工孔径为50～200 μm的微细孔.     

硬质合金微细电火花加工工艺研究

硬质合金材料硬度高、塑性差、耐磨性好,常规加工方法很难加工出满足精度要求的构件。通过设计硬质合金微细电火花加工实验,对实验数据进行合理分析,得出提高硬质合金的加工效率及改进加工表面粗糙度的规律,对进一步研究硬质合金微细电火花加工工艺特性具有重要的理论指导意义。     

电火花机床加工高精密微细锥孔的研究

正随着工业的快速发展,电火花高精密加工技术在特殊加工中日趋广泛,其中微细孔的应用尤为突出。针对加工汽车喷油嘴的高精密微细锥孔,研制出了一种高精密旋转锥孔机构,以满足高标准的排放要求,从而实现喷油嘴的批量化电火花加工。1.结构方案的设计高精密旋转加工锥孔的机构是数控电火花喷孔钻加工机床的重要部件,为了满足电火花数控喷孔钻加工喷     

微细电火花加工及其关键技术

综述了微细电火花加工的基本原理及最新研究进展。比较了LIGA技术与微细电火花加工的特点与应用。简要分析了微细电火花加工的关键技术：微细电极的在线制作、微进给装置、微小能量的脉冲电源、微小电极的运动轨迹规划、电极的损耗及补偿策略。展望了微细电火花加工在微三维结构加工中的应用前景。     

压电自适应微细电火花加工系统特性分析

针对微细电火花加工过程中排屑困难,极易产生短路、拉弧等非正常加工现象,进而造成微细电火花加工效率低、电极损耗大等特点,基于压电陶瓷的逆压电效应提出了一种新的加工方法--压电自适应微细电火花加工技术,对其加工原理进行了详细阐述,并结合试验对该加工系统的加工特性进行了详细分析.试验证明该技术在加工过程中能够实现放电间隙与放电状态的自适应调节,促进捧屑,可有效控制短路及拉弧现象的出现,进而提高微细电火花的加工稳定性及加工效率,并能实现超低电压下的微细电火花加工.结合实例说明采用压电自适应微细电火花加工技术进行小孔加工的过程中能实现稳定加工,获得较高的加工效率,并且加工的小孔圆度较好,说明该技术在微小孔加工方面具有广阔的应用前景.     

模糊控制微细孔电火花加工研究

分析了微细孔电火花加工脉冲识别,提出以间隙平均电压、火化率偏差和火化率偏差变化为模糊控制器的3个输入控制参数,建立了微细孔电火花模糊控制加工策略,同时比较说明了模糊控制器对微孔电火花加工性能影响,实验结果说明模糊控制器对微细孔电火花加工系统更为有效,加工过程更加平稳。     

基于Preston方程的软性磨粒流加工特性

针对模具的细小尺度结构化表面难以进行光整加工的问题,提出一种基于固—液两相软性磨粒流精密加工新方法。利用软性磨粒流的湍流壁面效应,并配以约束模块,能够实现对模具结构化表面的无工具光整加工。基于对Preston方程及其修正系数的分析研究,确定了软性磨粒流加工中的颗粒选择条件,并得到适用于软性磨粒流的切削经验公式。采用可实现k-ε湍流模型以及SIMPLEC算法,对软性磨粒流的压力、速度分布及运动曲线进行数值分析;通过对不同规格颗粒对壁面的压力进行仿真研究,得到适用于软性磨粒流加工的最佳颗粒尺寸。基于上述理论分析与数值模拟结果,搭建软性磨粒流加工试验平台,进行不同入口条件下的加工对比试验,并详细分析入口条件对工件表面形貌的影响。试验结果表明,软性磨粒流加工方法可以实现细微尺寸结构化表面的光整加工,有效提高加工的精度。     

Grinding path planning for the cutting teeth of helical broaching tool

Despite helical broaching being an excellent method for internal helical ring gear manufacturing with regard to its machining efficiency and precision, the manufacture of this special helical broaching tool is a severe challenge because of its complex geometric structure like dual-spiral and step-feed pattern of cutting teeth as well as the tiny offset of its cutting edges, particularly considering the expensive tool cost and long manufacturing period. Aiming at finding an efficient and reliable machining method for this type of helical broaching tool, this paper developed a complete set of machining routes and corresponding paths to grind its cutting teeth. Through detailed investigation, the geometric structure of the helical broaching tool, the tooth index model, and two kinds of tooth coordinate calculating methods were proposed. The rough cutting section is suggested to be machined in four stages, while the length-varying reciprocating path and the single-tooth grinding path patterns are presented. Then, a special step-feed structure-driven grinding path pattern and three stages are developed to perform the manufacture of the finishing cutting section. Finally, the progressively truthful machined entities validate that the developed machining routes and three path patterns are practicable for helical broaching tool manufacturing and that they are effective in enhancing the machining efficiency and quality. In addition, the concise operations prove the friendly programmability of the grinding paths.     

Shared and service-oriented CNC machining system for intelligent manufacturing process

To improve efficiency, reduce cost, ensure quality effectively, researchers on CNC machining have focused on virtual machine tool, cloud manufacturing, wireless manufacturing. However, low level of information shared among different systems is a common disadvantage. In this paper, a machining database with data evaluation module is set up to ensure integrity and update. An online monitoring system based on internet of things and multi-sensors "feel" a variety of signal features to "percept" the state in CNC machining process. A high efficiency and green machining parameters optimization system "execute" service-oriented manufacturing, intelligent manufacturing and green manufacturing. The intelligent CNC machining system is applied in production. CNC machining database effectively shares and manages process data among different systems. The prediction accuracy of online monitoring system is up to 98.8% by acquiring acceleration and noise in real time. High efficiency and green machining parameters optimization system optimizes the original processing parameters, and the calculation indicates that optimized processing parameters not only improve production efficiency, but also reduce carbon emissions. The application proves that the shared and service-oriented CNC machining system is reliable and effective. This research presents a shared and service-oriented CNC machining system for intelligent manufacturing process.     

非球面镜超精密加工系统控制软件的研究

针对非球面镜超精密加工的需要,设计了基于工控PC机和Windows2000操作系统、选用VB作为开发工具及远程传输技术,实现非球面镜超精密加工、加工误差补偿及远程数据传输等多项功能的软件控制系统.系统采用模块化设计技术,可实现初加工,补偿加工和精密测量之间数据的自动转化,满足了超精密非球面镜加工精度的要求.     

面向网络化制造的工艺分工系统

在网络化制造环境下,CAPP将面临多个变化的制造资源环境。为了处理面向网络化制造的工艺分工,本文引入物理制造单元、逻辑制造单元和逻辑加工路线等概念,介绍了系统的框架和工作流程,并对系统的关键技术,零件信息建模和基于知识的逻辑加工路线进行了分析。     

Material bead deposition with 2 + 2 ½ multi-axis machining process planning strategies with virtual verification for extruded geometry

Process planning for hybrid manufacturing, where additive operations can be interlaced with machining operations, is in its infancy. New plastic- and metal-based hybrid manufacturing systems are being developed that integrate both additive manufacturing (AM) and subtractive (machining) operations. This introduces new process planning challenges. The focus of this research is to explore process planning solution approaches when using a hybrid manufacturing approach. Concepts such as localized AM build ups, adding stock to a CAD model or section for subsequent removal, and machining an AM stock model are investigated and illustrated using virtual simulations. A case study using a hybrid laser cladding process is used to demonstrate the opportunities associated with a hybrid solution. However, unlike machining, the process characteristics from system to system vary greatly. These are portrayed via a high power, high material deposition feed rate laser cladding system. There are unique challenges associated with AM processes and hybrid manufacturing. New tools and design rules need to be developed for this manufacturing solution to reach its potential.     

敏捷制造中智能寻位加工技术的研究

为解决基层敏捷制造问题,提出“寻位--加工”理论和基于该理论的智能化寻位加工技术;研究智能寻位加工系统的体系结构,给出系统关键环节的实现方案。该技术与系统的应用可有效提高生产过程的切换速度,为增强制造企业对市场动态变化的快速尖能力打下底层基础。     

V型毛细微沟槽犁切-挤压成形试验研究

采用犁切—挤压一次成形加工工艺,在0.5mm厚的铜带表面加工出V形毛细微沟槽结构。对所加工的V型微沟槽进行电镜扫描,观察其特征,并用显微镜测量其几何参数。分析了不同加工参数和刀具结构参数对沟槽翅高和槽深度的影响。研究结果表明:在V型微沟槽成形过程中,受到加工参数和刀具结构参数的联合影响。     

面向低碳制造的机械加工系统工艺优化模型及方法研究

低碳制造在现代化企业中是一种可持续发展的模式,在实际应用中具有明显的经济效益与社会效益,在当前的机械制造行业成为其显著的特点.低碳制造的实行主要以科学技术为支撑,在机械加工过程中对资源消耗和废弃物的排放具有重要的辅助作用.面对低碳制造的机械加工系统工艺优化模型及方法进行研究,对整个加工过程中的各要素以及各要素之间的关系进行了描述及分析,与机械加工系统在运行过程中产生的资源消耗与环境影响相结合,对工艺的优化进行了具体的分析,同时对优化的方法进行了简单的分析,希望可以为有关低碳制造方面的研究提供一些理论性的参考与借鉴.     

粒子制造系统的基本概念及其应用方案探讨

介绍了粒子制造系统的基本概念,研究了传统制造系统和粒子制造系统的根本区别,并提出了粒子制造系统的智能结构模式,探讨了此模式在机械加工系统中的应用方案。最后,指出粒子制造系统的发展方向。