同步超声振动调制微细放电-电解加工技术

对超声频振动与微细电加工电源的"开、断"方式进行分析、探讨,研制脉冲电源斩波器,用激光传感器实时测量超声振动,可得斩波脉冲,能对电源进行有序"开、断"控制,实现超声振动与电源"开、断"实时同步;完善同步超声复合微细电加工系统;采用幅值6 V以下脉冲电压、低电导率电解液,进行同步超声振动微细电加工机理及试验研究,通过对超声、超声脉冲电解及同步超声脉冲电解加工结果的对比分析,验证同步超声电解加工方式技术优势;采用复合乙醇工作液、微细半导体混粉,可实现超声调制放电-电解复合微细加工,在保证加工精度、表面质量同时,提高加工过程稳定性与加工效率。     

超声复合电加工振动装置的特性分析与优化

超声复合电加工中的超声振动装置是加工系统的核心部件之一,由于影响复合加工过程的参数多且复杂,超声共振的稳定性难以实时、有效控制,为保证复合加工过程超声振动参数的稳定,利用ANSYS工具进行参数化建模,利用其功能强大的多物理场耦合功能对振动装置进行动力学分析并进行装置主参数的优化设计;利用ANSYS后处理功能,可求得加工工具在不同截面处的振幅;利用激光微位移传感器检测不同截面的超声振动振幅,二者相比较,可验证优化设计方法能够对变截面超声加工工具起到良好的修正作用。     

微细超声复合电加工技术与应用

为进行微器件及零件表面微结构的精微制作,提出微细超声复合电加工技术。构建、完善加工参数可较大范围调节的微细超声复合电加工系统,进行复合电加工机理研究;用组合放电微细加工方法,制作出可满足试验及实际加工要求的多种截面、尺寸的微细工具电极;进行多参数超声复合电加工试验研究,结果表明微细超声复合电加工技术具有加工效率高、精度好及成本低的技术优势。分析储油微结构对摩擦副表面摩擦学特性的影响规律,用超声复合电加工技术制作摩擦副表面储油微结构,摩擦学试验证明储油微结构可使摩擦副表面摩擦因数减小,磨损量降低。     

超声调制电加工振动系统研制及试验

根据超声调制电加工振动系统对换能器的要求,设计PZT陶瓷片组合的压电换能器,利用ANSYS分析换能器、变幅杆及工具电极的频率、振幅等参数变化规律;进行变幅杆与工具电极设计,利用数控车削、微细放电及微细线切割制作变幅杆与工具电极;通过超声振动系统的振动特性测试,验证超声振动系统的稳定性及工具电极设计的合理性;进行多种微结构超声调制电加工试验,验证超声电加工系统的可靠性及在微结构加工中精度好、效率高的技术优势。     

超声复合微细电火花加工机理与试验

微结构电火花加工短路、断路或电弧放电作用,降低加工效率及精度。提出将超声频振动与微细电火花加工复合,利用电极与工件之间的超声频相对运动,产生规则的、参数可控的微细脉冲放电;构造、完善超声复合微细电火花试验系统,进行微结构超声复合电火花加工试验,有效避免短路、断路及电弧脉冲,有效提高加工精度与效率。TG662     

摩擦副表面微结构及其超声复合电加工技术研究

设计了圆形、正方形及菱形三种截面形状微结构;用微细电加工技术组合制作了微结构加工工具;构造、完善了超声复合微细电加工系统;进行了微结构超声复合电加工试验,并分析了其加工的工艺特性。进行了摩擦学特性试验,结果表明,具有规则形貌微结构的摩擦副表面摩擦因数及磨损量均减小,研究成果对提高重要摩擦副的使用性能与寿命具有理论意义和工程应用价值。      

采用刀具微位移补偿装置提高加工精度的技术研究

采用电致伸缩陶瓷微位移驱动器控制刀具进行实时误差补偿的方法明显提高轴类零件加工精度.阐明了微位移系统的补偿原理,描述出电致伸缩陶瓷的优点及蠕变特性,通过实验分析了电致伸缩陶瓷补偿系统在空载状态和轴向受弹性压力载荷时电压位移曲线的特性与差异,以此实现电致伸缩陶瓷驱动器的高精度开环微位移控制,在实际应用中亦有较高的实用价值.     

Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔试验研究

针对Ti60单一电火花、电解加工微小孔时,电火花加工后微小孔表面存在再铸层及电解加工效率较低的问题,提出了电火花-电解双电源复合加工方法,并利用自制的电火花-电解双电源复合加工装置,进行了Ti60电火花-电解双电源复合加工微小孔的实验研究。研究结果表明:通过调节电火花-电解双电源的加工参数可以有效地提高加工效率及微小孔加工表面质量。     

超声电解复合微细加工装置与试验研究

分析微细电解复合超声频振动加工过程机理,提出一种微细加工新方法--超声电解复合微细加工;设计、构造并完善复合微细加工装置;研究微细阴极制作工艺,利用微细组合电加工技术制作各类截面形状的微细阴极;进行超声电解复合微细加工试验,验证微细电解复合超声频振动实现微细加工的可行性及其在加工速度、精度、表面质量等方面的技术优势,探讨超声电解复合微细加工制作微结构的工艺规律。     

脉冲激光电化学复合的定域性研究及三维微细刻蚀加工

在激光电化学复合微细加工系统中,利用透光导电的氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)导电玻璃作为工具阴极,引入激光辐照能量,保证了激光电化学体系的高效复合。采用脉冲激光辐照和电化学溶解蚀除的方法对铝合金进行了加工试验,工件表面在均匀电场作用下所形成的钝化膜,在激光定域辐照的热力冲击作用下被破坏,使基体材料发生电化学反应,而非辐照区域则不发生反应,从而提高了电化学反应的定域性。研究了复合加工定域性受激光热力冲击和气泡折射影响的机理,根据试验结果分析了激光能量,加工电流以及不同加工方式对复合加工定域性的影响,采用优化的工艺参数,有效抑制了激光热影响区和电化学杂散腐蚀,实现了成形精度和表面质量均较好的三维槽腔加工。     

电涡流传感器在活塞异形销孔加工中的应用

活塞异形销孔加工过程中,镗刀径向微位移的控制与实时反馈是重点,也是难点。结合电涡流传感器非接触测量的特点,利用两点法对镗刀的径向位移进行精确测量,以提高加工精度。这种方法拆装简单,测量准确,抗干扰能力强,能满足一般的实时控制要求,预期可将精度提高到3μm.     

电涡流传感器谐振测量电路参数的优化选择

为了满足磁悬浮轴承系统高精度的位移检测要求,必须对位移传感器的测量电路参数进行优化设计。文章从电涡流传感器的原理出发,介绍了谐振检测电路的工作原理,分析了谐振检测电路各参数对灵敏度的影响,提出了谐振测量电路参数优化的方法,利用这种参数优化方法来提高电涡流位移检测传感器的灵敏度简单、切实有效。     

基于LabVIEW的计算机辅助水泵测控实验系统

本文设计一个集传感器技术和数据采集技术于一体的计算机辅助水泵测控实验系统,利用虚拟仪器技术,快速、准确地进行水泵的多参数测量、电动机的电参数测量及其他实验。本文简要叙述了系统的硬件组成原理和用LabVIEW开发的软件的主要功能和特点。系统的人机界面较好,结构简单紧凑,可操作性强,可以实现信号的实时采集、数据的自动测量、记录和分析处理等功能。实验内容实用丰富,测试的精度和效率较高,在实际应用中取得了良好的效果。     

超声电机多参量高精度测控系统的研制

为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。     

高精密位移传感器标定技术的研究

为实现对高精密位移传感器的自动标定,提出一种采用微位移发生系统产生标准被测量,激光传感器作为标准量检测系统,同步数据采集系统进行数据采集,计算机系统控制采集系统与处理数据的标定系统。通过合理设计压电陶瓷微动调节装置,实现其控制精度约为5%/FS.实验表明该标定系统方便高效。     

基于电流电压传感器的低频电磁场测控系统设计

在工作过程中经常要对低频电磁场进行测控,现有测控系统不能满足精度要求,利用新型高精度K-811多功能采集卡、计算机硬件接口、模拟和数字转换电路及电压电流传感器组成了低频电磁场测控系统的硬件,结合Windows图形用户界面的C＋＋程序编程软件,设计了功能相对完善的低频电磁场测控系统。     

压电主动元件设计与实验研究

为自适应调节和改善空间结构动力学性能 ,利用压电材料的正逆压电效应 ,研制了一种具有传感和驱动双重功能的压电主动元件。该主动元件由压电驱动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出和实时检测微位移和力的功能。提出了压电主动元件的设计理论 ,并给出其工作机理及组成结构。针对其关键部件——压电驱动器进行了静态实验研究 ,包括位移输出情况、重复精度和稳定性实验。实验结果表明该驱动器输出位移可达 63 .2 μm、重复精度± 0 .0 5μm、稳定性 <0 .1μm,能够用于空间可展结构的精密微位移控制     

主轴微细超声振动系统的微振幅测量

在微细超声加工与微细超声振动辅助加工中,微振幅是关键的加工参数,直接影响到加工精度与加工效率。对于只有几μm甚至更小的振幅,很难用传统的振幅测量方法测量出来。针对主轴微细超声振动系统输出的微振幅,提出了一种新的微振幅在线测量方法。利用精密微三维运动平台的高分辨率,将平台A轴的运动与微细工具所受实时力结合起来,使其形成闭环运动控制系统。通过设定相同的接触力,计算有超声与无超声作用于微细工具A轴坐标值的变化,即可获得微细工具的振幅值。应用这一新的振幅测量方法,成功地测量出精确到0.1μm的振幅值。     

超声振动辅助电火花微小孔加工中超声参数对加工效率的影响

利用研制的超声振动辅助电火花微小孔加工系统进行加工试验,研究了超声波激励电压的频率、幅值、脉宽与脉间对复合加工微孔的影响。为了考察加工效果,与传统电火花微孔加工试验进行了对比。试验结果表明,超声能显著改善极间工作液的循环,占空比为1/2时加工效率最高,超声激励电压、激励频率与加工时间成浴盆曲线关系,合理选择超声波参数可以有效提高加工效率。     

激光超声复合加工硬质合金的切削特性研究

研究了激光加热与超声椭圆振动复合切削条件下,使用CBN(立方氮化硼)刀具对硬质合金材料进行精密加工的切削特性。利用有限元仿真,分析硬质合金材料在普通切削、一维超声振动切削、超声椭圆振动切削与激光超声复合切削4种切削方式下的切削力变化特征。采用超精密车床与YAG激光器、自主研发的超声振动装置等辅助设备,实验研究了激光超声复合精密加工硬质合金的切削特性。通过一系列的对比实验,分析切削参数,如切削速度、切削厚度,对切削力的影响规律。仿真与实验结果表明,由于加工材料的软化和断续切削,激光超声复合辅助加工显著地降低了切削力,硬质合金的切削加工性能得到显著改善,通过工艺参数的优化,可以实现硬质合金的精密加工。