抬刀高度和速度对电火花加工稳定性的影响机理研究

了解抬刀高度和速度对电火花加工稳定性的影响机理,为控制这两个参数提供了重要的理论依据。然而,由于难以观察放电间隙内的情况,目前对这两个参数的研究仅限于检测放电状态,缺乏深入的理论研究。为解决这个问题,借助透明材料,搭建了一系列实验装置,来观察间隙内加工屑的运动情况及放电状态。结果发现,抬刀高度决定可吸入底面间隙中清澈工作液的体积,抬刀速度决定底面加工屑与吸入底面的清澈工作液的混合程度。只有当抬刀高度和速度都足够大时,加工才能稳定进行。     

三维微细电火花加工系统设计及实验研究

研究开发的三维微细电火花加工系统，包括微进给运动控制机构、高频微能脉冲电源、加工状态检测等关键环节。在工控机和相应板卡的硬件平台上，构建出基于Linux和RTLinux的数控系统，该系统对CAM的NC数据进行预处理，加入电极补偿和轨迹规划环节，从而实施三维微细结构样件的加工。     

电火花微细加工

<正> 1 前言 电火花加工显得比较特殊的地方是加工时金属的去除量主要是由各电气参数决定的。而电气参数可调范围很广。若想获得很小的切深,只须减小放电脉冲能量。即减小放电脉冲的电流值与脉冲宽度,这是很容易办到的。故电火花加工很适于用来进行微细加工。     

微细孔电火花加工设备及其加工实验研究

开发了一种电极丝辅助激振微细孔电火花加工设备,主要由微细电极丝伺服进给与导向模块、加工状态监测与控制模块、高频脉冲电源、微细电极丝辅助激振模块以及工作液循环系统等组成.采用拉拔微细钨丝作为工具电极,可加工直径100～300 μm的微孔及阵列微细孔.实验结果表明,使用直径0.07 mm的电极丝可连续稳定地进行阵列微孔的加工(孔径为100 μm,16×16阵列).加工使用的微细电极丝最小直径为50 μm.     

微细电火花加工的实验研究

基于新研发的一套微细电火花精密加工系统EDM-50,在金属材料上进行了一些典型的微小特征精密加工实验及电火花放电沉积实验.该系统已作为加工特征尺寸介于数十微米到数毫米范围的重要工艺手段.     

电火花微细加工的工艺研究

本文以工艺试验为基础，结合电火花放电机理、固体材料的传热理论，研究了微能脉冲放电波形与加工表面形貌的关系及脉冲能量在工件与电极上的分配。     

微细电火花加工技术及其应用

介绍了微细电火花加工技术的原理、特点及最新研究成果，简述了微细电火花加工技术的应用及发展趋势。     

横轴布局微细电火花加工机床

介绍了作者研制的微细电火花加工实验样机及部分实验结果。该机床采用横轴布局的主轴结构；应用了先进的线电极电火花磨削法制作微细轴；采用了驰张式微能放电电源；以去离子水作为加工工作液。经实验，加工出了部分微细轴和微孔。     

微细电火花加工技术的最新进展

系统综述了国内外微细电火花加工技术的最新进展,指出电火花加工与其他现代先进制造技术相结合是微细电火花加工技术发展的重要方向.     

微细电火花加工用可控式RC电源的设计和实验

设计的多功能可控式RC加工电源综合了传统的张弛式RC电源和晶体管式电源的优点,易配置成各种拓扑结构的加工电源,并可在等脉冲和等能量两种模式下工作.电容的存在使放电电流具有更快的上升沿、更高的峰值密度和更小的震荡,从而有利于提高放电蚀除能力.在等脉冲模式下,当并联电容值小于某特定值时,随着电容的增加,总加工时间下降,而侧向加工间隙没有明显变化.当脉宽为5 μs,脉间为25 μs,限流电阻为45 Ω时,该特定值约为15 000 pF.电容的存在,还会使电源在脉间内也具有放电能力,从而具有更高的放电频率和加工速度;而在等能量模式下可获得更好的放电一致性,从而获得更好的表面加工质量.     

精微电火花加工多模式实验装置的设计

针对精微电火花加工原理的实验研究,设计了一套用于精微电火花加工实验的多模式装置。该装置主要基于STM32系列微控制器,设计了RC脉冲、等频率脉冲、等电流宽度脉冲3种脉冲电源模式和峰值电压检测、峰值电流检测、击穿延时检测3种间隙状态检测模式。整体电路结构较简单,扩展性好,且能灵活切换各种模式,其最小脉冲宽度设计值为100ns。     

微细电火花加工损耗补偿的研究

针对三维微细结构的微细电火花加工,应用等损耗理论,采用分层加工的方法,建立了单道单层加工时底面形状随电极损耗而变化的轮廓模型,在此基础上,提出电极损耗适时补偿的方法.实验测定了钨电极加工不锈钢的损耗率,应用适时补偿方法加工得到的单层单道窄槽的尺寸精度良好.     

去离子水中N型硅的微细电火花加工工艺实验

对去离子水中N型硅的微细电火花加工工艺进行了实验研究,分别在加工效率、电极损耗、表面粗糙度等方面与煤油工作液中N型硅的加工进行了对比.通过大量的实验研究得出：在相同的电参数下,与煤油工作液中加工实验相比,以去离子水为工作液介质时微细电火花加工N型硅的加工效率更高,其工件表面粗糙度值基本相当,且其放电加工过程非常稳定,可知微细电火花加工N型硅时,去离子水是一种较好的工作液介质.     

基于自调整模糊控制的气动伺服系统力同步控制实验研究

气动力控制是气体传动与控制的一个重要研究方向,在工业生产与过程控制中有着重要的应用价值.采用自调整模糊控制方法研究基于比例压力阀的气动伺服系统的力同步控制问题,并设计和搭建了气动力控制实验台.针对常规模糊控制规则不可调整的不足,设计了自调整模糊控制器,其控制性能优于常规模糊控制.     

微细电火花放电通道扩展的研究

为了模拟微细电火花放电通道扩展的过程,对放电等离子体通道进行了深入研究,建立了一个适用于微细电火花放电加工的等离子体扩展模型。基于介质击穿机理和磁流体力学的相关知识,模型综合考虑了等离子体扩展过程中的粘性力、表面张力及磁场箍缩力等各个作用力,使扩展过程更接近于真实。最后,通过比较微细电火花RC单脉冲放电的模型计算直径与实际加工直径,验证了等离子体扩展模型的正确性。     

基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性研究

为加强Mamdani模糊控制系统常规运行的稳定性,弱化并消除外部干扰信号造成的不稳定运算结果,设计了基于Lyapunov函数的Mamdani模糊控制系统稳定性控制模型。通过分析Mamdani模糊控制系统特征,设计了状态反馈控制器,解析了Lyapunov函数稳定控制系数,进行了模糊控制系统仿真实验。实验结果表明:运用Lyapunov函数构建Mamdani模糊控制系统稳定性模型,可降低外部信号干扰,达到稳定状态。     

基于反推法的机电系统自适应模糊控制

针对参数不确定的机电系统中的位置跟踪控制问题,利用模糊逻辑系统的高斯函数逼近耦合系统中非线性函数,采用反推设计方法实现了永磁电机与机械传动机构的高精度自适应模糊控制,并利用李雅普诺夫函数证明了位置闭环系统的稳定性.通过理论分析以及与传统反推控制方法的仿真结果比较表明,该方案实现了系统的位置跟踪控制,提高了系统的鲁棒性及虚拟函数的动态性能.     

模糊PID算法的水下机器人控制系统优化

为应对复杂的水下工作环境,提高水下机器人工作时的稳定性、灵敏度和抗干扰能力,提出一种模糊PID算法对水下机器人原控制系统进行优化。优化后的水下机器人机械结构、控制系统硬件架构不变,仅通过改变软件程序对水下机器人进行模糊PID控制。水下机器人工作时,各类传感器把现场的环境参数转化为电信号,经预设的模糊库进行模糊化处理后发送给STM32控制器;STM32控制器按预设的程序对模糊化信号进行处理,处理完去模糊化后的电信号后发送给执行元件,从而实现水下机器人的模糊PID控制。MATLAB/Simulink仿真和水下测试结果显示：与经典PID算法比较,经模糊PID算法优化后的水下机器人反应更灵敏、系统更稳定、抗干扰能力更强,达到了预期的效果。     

微细电火花加工多模式脉冲电源的研究

根据微细电火花加工的特点及其对脉冲电源的要求,设计了以单片机和FPGA为控制核心的多模式微细电火花脉冲电源.介绍了该脉冲电源关键回路的实现方法,实验研究表明该电源可实现多种形式的脉冲放电加工.