微细多次切割电极丝振动模型的验证

针对因微米级切缝充满工作液,且放电间隙温度极高因素,线切割电极丝振动模型很难通过实验直接验证的难题,根据S. Y. Modarres等人~([1])用Hamilton原理建立且已验证的轴向流中两端简支圆柱体振动模型,结合细小电极丝在放电加工时处于张紧状态特点,首先,忽略S. Y. Modarres等人模型中的轴向振动项,简化轴向流体中的摩擦阻尼系数;然后,考虑电极丝平面振动而引起的轴向附加力,以及电极丝横向脉冲放电合力等因素,演变得出的数学模型和文献[2]用Newton第二定律建立的多次切割电极丝流固耦合非线性平面振动模型完全一致,从而验证文献中[2]推导的多次切割电极丝振动数学模型合理性。为分析电极丝动态特性,解决目前微细多次切割精度不高,稳定性较差问题,提供基础理论依据。     

高速走丝线切割机床导向器装置的试验研究

一、引言我国独创的高速走丝电火花线切割加工已经作为比较成熟的加工工艺广泛地应用于生产实际当中。如何提高高速走丝线切割机床的加工精度以满足模具和特形零件的要求,越来越被国内同行们所重视。近年来,通过对高速走丝线切割工艺规律的研究,已普遍认识到除了机床设备、控制器的精度、脉冲电源及工作液的性能以外,电极丝振动状态     

电火花加工中钼丝的振动现象研究

对电火花线切割加工过程中钼丝的振动现象进行研究分析,结合ANSYS Workbench软件进行有限元模态分析、流固耦合分析,仿真电火花线切割加工过程,运用单一变量法分析电极丝的长度、直径、张力对其固有频率的影响,钼丝的长度、直径、脉冲放电大小、脉冲宽度、加工厚度等因素对电极丝横向振动的影响,通过数学建模得到电极丝的自由振动和强迫振动的振动方程以及横向振动位移函数,对抑制电极丝振动与提高工件的加工质量具有一定的理论指导性意义。     

多次电火花线切割电极丝温度场与切缝流场分析

针对目前高速多次电火花线切割电极丝形位变化异常问题;通过建立多次电火花线切割电极丝的表面平均热流密度模型,对脉冲宽度、峰值电流和电极丝热流密度关系进行了分析,提出多次电火花线切割应采用窄脉冲宽度高峰值电流观点;在此基础上,通过建立多次电火花线切割切缝三维模型,对电极丝温度场和切缝流场进行了数值模拟分析。结果表明,工作液切缝入口压力对电极丝横截面温度分布有显著影响;工作液在冲进切缝时速度衰减很快。研究结果对稳定多次电火花线切割电极丝形位具有一定指导意义。     

电火花线切割加工中电极丝空间温度分布建模

在电火花线切割加工中,由于剧烈的放电过程,放电通道内的电极丝温度会迅速升高,且非常不均衡。电极丝温度不均衡将增加电极丝内部的热应力,改变其物理化学性能,空间温度分布会直接影响电极丝的断丝和运动特性等。从机理出发,根据傅里叶热传导定律,对放电通道内的电极丝进行微元(dz)热平衡分析,建立导轮间电极丝的空间温度分布的微分模型,并求出放电通道内和放电通道外电极丝温度升高的理论解。进一步结合实际加工情况,计算出电极丝温度升高的数值,最后总结了走丝速度、放电电流和放电频率对电极丝空间温度升高的影响规律,为以后研究由温度升高引起的电极丝断丝机理和运动特性(挠曲变形和振动)提供理论基础。     

线切割工作液供给条件的技术改进

断丝和抖丝都是线切割操作工和维修人员头痛的事。一般采用管式和开合式供给工作液,断丝的现象尤为明显,其原因是工作液不能均衡达到加工部位和漏液,电极丝受到的冲击力不均匀,加之工作液本身是一个脉冲振荡源,故在其运动过程中,随着受力的变化便产生较强振动(即抖丝),严重时即引起断丝。我们在DK7730B型线切割机床上,用了漏流隔喷法供给工作液,成功地对该设备进行了改进。如图所示,当工作液进入给水     

线切割中加工不良原因分析与排除

线切割中加工不良现象很多,高加工精度和效率是追求的最终目标,斜度加工是加工中的难点。本文针对加工精度不良现象,从工艺方案、加工材料、加工参数、电极丝、工作液和走丝系统6个方面进行了分析,从高速走丝和低速走丝2种不同机床对线切割速度不良进行了阐述,从机床、工件材质和电极丝3个方面的原因对斜度加工不良进行了研究。详细地介绍了产生这些不良现象的原因,并提出了有效的克服办法,以期对从事线切割加工领域的相关人员起到借鉴作用。     

端块式滚珠丝杠副振动特性分析

为了分析高速下滚珠丝杠副的振动特性,以端块式滚珠丝杠副为研究对象,考虑螺母移动下的动态特性,建立了滚珠丝杠副的振动模型。首先基于可考虑螺母滚道与丝杠滚道接触界面润滑作用的刚度和阻尼矩阵,建立了柔性滚珠丝杠副的混合模型;其次在滚珠丝杠振动与噪声测试实验台上对振动数据进行了采集与分析;最后利用振动模型并结合实验,分析了不同转速和螺母位置的改变对其振动的影响。分析结果表明,螺母在整个振动系统中扮演着移动支撑的角色,螺母的移动对滚珠丝杠副的振动特性有显著影响。     

电火花线切割加工断丝原因分析

高速电火花线切割加工中经常会发生断丝现象,断丝不仅会因为穿丝而降低加工效率,还会因为重复切割导致加工精度下降。文中从断丝的根本原因入手,全面分析了加工中各种因素对断丝的影响,指出影响断丝的主要因素是电极丝的直径、电极丝的磨损、电极丝的张紧力、工作液的介电性能和化学性能、机床的导丝结构以及加工参数。     

水泵叶轮结构动态特性改进设计

叶轮是潜水搅拌器的重要部件,它的动态特性影响着潜水搅拌器的主要特性:动力性、振动与噪声、经济性等;本文结合实验模态分析和有限元理论计算对叶轮的动态特性进行研究,对两者结果进行分析,在得出两者存在强相关性基础上,给出了基于动态特性的叶轮结构改进方式。     

高速电火花多次线切割电极丝振动模型建立

为了建立高速多次线切割电极丝非线性流固耦合振动模型,首先通过定义一个平均摩擦系数,将多次切割切缝转换成等价的同心环柱流道,然后对电极丝在电介质流体中的受力情况进行分析,建立起多次切割电极丝的空间力学模型,同时推导出各个力的表达式。在此基础上,根据力平衡方程,建立了多次切割电极丝振动模型。最后采用四阶Runge-Kutta法分析了参数对电极丝动态特性的影响,为解决目前多次切割的加工精度稳定性较差问题,提供基础理论依据。     

高速走丝线切割大厚度工件表面粗糙度影响因素研究

大厚度工件高速走丝线切割是比较困难的加工。在加工过程中,表面粗糙度会受到放电参数和工作液工作状况的影响。通过在高速走丝电火花线切割机上进行多次加工实验,研究分析了上述因素对大厚度工件线切割表面粗糙度的影响规律。     

电火花-电解复合加工的低电极损耗机理研究

微小孔电火花-电解复合高速制孔加工过程中,因电火花放电而导致的工具电极快速损耗,严重影响了微小孔的加工精度。针对该问题,研究基于溅射补偿的低电极损耗电火花-电解复合加工机理,通过实验验证采用中性盐浓液可促进溅射补偿速率、降低工具电极损耗,从而有效改善微小孔加工精度。通过电火花高速穿孔加工和电火花-电解复合高速制孔加工的对比实验发现,当采用中性盐浓液作为工作液时,工具电极端部工件材料成分含量比电火花高速穿孔加工多了7.34%,工具电极的损耗减少了14.7%。此外,优化实验表明,采用工作液电导率为10 m S/cm,脉冲宽度为15μs,脉冲间隔为38μs,峰值电流为8 A的工艺参数组合,可高效促进溅射层的形成,且工具电极损耗率低。     

不同工作液的电火花小孔间隙流场仿真及实验验证

现有电火花小孔加工工艺加工过程中存在工件材料去除率低,相对电极损耗大的问题。为克服以上问题,尝试以一定浓度的有机磷酸类分散剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)溶液作为电火花小孔加工工作液,分析得到新的工作液能有效减小加工碎屑的大小等作用机理。使用FULENT对不同工作液的电火花小孔加工间隙流场进行仿真,从而可以进一步研究新工作对电火花小孔加工的作用和机理,之后通过大量加工实验对仿真结果进行验证。通过仿真和实验的结果,证实了新型工作液对电火花小孔加工的作用和机理,为新工作液的应用提供了理论基础。     

电火花线切割恒力张紧机构设计

电极丝的振动对高速走丝线切割加工精度和表面粗糙度影响很大。为了减少电极丝的振动通常需要对电极丝施加张紧力，张紧力的大小和张紧方式对加工质量、效率和断丝有重要影响。为此，提出了一种新型的电火花线切割恒张力张紧机构，对提高加工质量，减少断丝具有明显效果。     

快走丝线切割机钼丝使用寿命影响因素分析及预防措施

从切割加工中操作规范、短路故障、工作液浓度、加工材料处理等几方面分析了高速走丝线切割加工中影响钼丝使用寿命的不稳定因素和加工状态,提出了减小断丝故障发生,提高钼丝使用寿命的有效措施.     

水泵叶轮结构动态特性改进设计

叶轮是潜水搅拌器的重要部件,它的动态特性影响着潜水搅拌器的主要特性:动力性、振动与噪声、经济性等.结合实验模态分析和有限元理论计算,对叶轮的动态特性进行研究,对两者结果进行分析,在得出两者存在强相关性基础上,给出了基于动态特性的叶轮结构改进方式.     

HSWEDM加工中工作液性能变化及其对电极丝损耗影响的研究

工作液是影响电火花线切割极间正常放电的最重要因素之一,在加工中具有不可忽视的重要作用。因此进行了工作液连续切割试验,并基于电压脉冲放电概率和伺服进给速率分析了工作液性能的变化。发现新配制工作液累积切割面积达26×10~4mm~2时,电极丝直径损耗0.03 mm;而后更换同等条件下的新丝,再切割18×10~4mm~2后,电极丝直径损耗就达到了0.03 mm。结果表明,随着工作液性能的降低,在极间空载脉冲比例增大及伺服跟踪减慢的情况下,单位切割面积的丝径损耗依然加大。     

非接触减小板材跳动抑制高速轧机振动装置的研究

基于轧制理论、流体力学理论、机械振动理论等基本理论知识,对板材跳动引起高速轧机振动原理进行了分析,提出了板材跳动是导致轧机振动的原因之一;采用三维建模方法进行抑制高速轧机振动装置的结构设计,实现非接触减小板材跳动目的,同时避免板材接触划伤;然后通过抑制高速轧机振动装置的振动测试实验获取高速轧机振动相关数据,在同一坐标系内分别绘制出安装抑制高速轧机振动装置前后的上工作辊垂振位移曲线和上支承辊垂振位移曲线,并通过曲线进行轧机振动数据对比分析,实验结果表明,该抑制高速轧机振动装置能够减小板材跳动,抑制高速轧机振动,从而提高板材质量.     

HEDP在电火花小孔加工中的作用机理及实验论证

电火花小孔加工(EDM)存在工件材料去除率低,相对电极损耗大的问题。为克服以上问题,以一定浓度的有机磷酸类分散剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)溶液作为电火花小孔加工工作液,从工作液表面张力、电导率及其对加工碎屑影响等方面进行研究。在理论分析基础上进行对比实验,结果表明改良后的工作液可使电火花小孔加工材料去除率大幅提高、相对电极损耗明显降低。综合考虑得到了电火花小孔加工以分散剂HEDP作为工作液的最佳工作液配比。