空间曲面线切割多轴联动加工系统开发及应用

开发了能实现空间曲面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,分析了系统的组成和运动参数。依据空间解析几何直纹曲面形成原理,建立了五轴联动加工的数学模型体系,获得了五轴联动加工三导线曲面零件的数学模型。研制了多轴联动加工系统的执行机构转摆摆数控工作台及数控系统,加工出理想的实验样件。解决了空间曲面零件的加工难题,拓宽了高速走丝电火花线切割加工的应用范围。该方法在模具制造及空间曲面零件加工中得到广泛应用。     

面向线切割机床(往复走丝型)动态误差补偿技术的研究

为了提高电火花线切割机床(往复走丝型)的加工精度与表面质量,缩小往复走丝型和单向走丝型机床之间在零件加工精度和加工表面质量的差异,消除由于工作台运动时轴定位引起的加工误差所形成的误差,设计了一套基于MPC2810运动控制器的控制系统。利用MPC2810运动控制器对交流伺服电机进行速度环的半闭环控制,位置环的全闭环控制,使得伺服系统获得较高的定位精度,满足电火花线切割加工的要求。利用MPC2810的软件补偿功能,在不改造机床硬件设备的情况下,使得电火花线切割机床(往复走丝型)加工精度和加工质量明显提高。     

复杂曲面零件电火花线切割加工系统研究

开发了以新型翻转式自动分度数控回转工作台为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统。阐明了系统的运动规律,建立了通用数学模型,并进行了计算机仿真和样件加工实验研究。利用该数控回转工作台,采用二维加工信息流控制技术,与国产高速走丝电火花线切割机床相结合,从根本上解决复杂曲面零件高速走丝电火花线切割加工的关键技术问题,大幅度提高了线切割加工的加工质量和生产效率。该方法在模具制造中得到了良好的应用。     

数控异面切割自主开放实验实践

1．数控线切割求知型自主开放实验 上、下异型面数控线切割是开放性自主实验的一个典型实验。上、下异型面切割通常是指直线对直线或直线对曲线的切割。由于所切割出来的外侧表面属于直纹曲面，所以这种三维异型体的母线构成比较复杂，但是利用数控线切割机床的四轴联动功能，只要在U、V、X、Y轴联动极限范围内的切割轨迹编程合理，最终是可以实现的。     

复杂曲面线切割机编程

本文论述了使用专用回转附件,在数控线切割机床上加工复杂曲面的编程原理。并以加工圆筒工件端面正弦曲面为例,讲述了在APPLE-Ⅱ型微型计算机上进行复杂曲面编程的软件设计原理,并附有编程实例。     

复合运丝型电火花线切割加工参数分析与研究

提出了一种新型电火花线切割机床,即电极丝作往复直线运动的同时还绕自身轴线高速旋转的复合运丝型线切割机床。介绍了该类机床与其他线切割机床加工的基本工艺指标。通过与高速走丝电火花线切割机床比较实验,分析了脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲峰值电流等电参数对加工工艺指标的影响,实验表明这种独特的复合运丝方式在降低表面粗糙度、提高加工精度等方面较传统运丝方式具有较大的优越性,且机床结构较为简单,对于各种工艺参数和电参数具有更加广泛的适用性,具有进一步研究和推广价值。     

慢走丝电火花线切割加工精度影响因素的研究

分析总结了电火花线切割加工技术的研究现状.通过在慢走丝电火花线切割机床上针对具体的参数进行了大量的实验,考察了各种因素对慢走丝电火花线切割加工精度的影响规律.基于对这些实验数据的分析研究,分析了有关电火花线切割加工精度和稳定性的各种影响因素,得出了相关结论.     

用线切割机床加工成形刀具

刀具制造大多采用传统的加工方法，但对于一些形状复杂的刀具以及硬质合金成形刀具，在某些情况下采用线切割机床加工也是很有效的。本文介绍采用数控线切割机床加工两种成形刀具的方法。一、用线切割机床加工圆螺纹车刀用线切割机床加工刀具主要是加工基面、切削刃形状及前角、后角等，其中，切削刃形状和后角的加工是关键，前者只需编制加工程序即可完成，而后者则有几种不同的加工方法。一种方法是使电极丝形成一定角度，这一角度由上下异轮位移量的不同而形成（如图1所示）。这种方法的优点在于毋需调整刀具的位置即可补偿其加工角度。…     

基于DSP的线切割机床数控系统的研制

随着制造技术的日新月异和工业生产的迅猛发展,电火花线切割技术己成为机械制造领域中一种重要的加工技术,它是通过两电极间脉冲放电,用电蚀原理对工件进行加工。线切割加工具有无切削力,工件材料硬度对可加工性影响不大等优点,得到了广泛的应用。目前国外生产和使用的绝大多数为高速快走丝电火花线切割机床,而我国生产和使用的则主要为慢速单向走丝电火花线切割机床。两者相比,除了采用的工艺不同外,无论在精度、功能、自动化程度、可靠性、加工稳定性和加工工艺指标方面,还是在外观等方面,后者较前者线切割机床平均明显低一个档次。本文对电火花线切割机床进行了基于DSP的CNC控制器的基础开发。经过操作功能与加工实验的试验,试验结果显示本文所开发的基于DSP的CNC控制器能够实现电火花线切割机床的基本操作功能与实际放电加工,并且将国产的电火花线切割机床CNC控制器提高到多CPU、Windows操作系统与基于DSP电控系统新的发展框架上。     

数控线切割多轴加工工艺研究

以多轴联动切削在数控线切割机床上的应用展开论述,对企业中存在大量多齿回转类工件加工,从原来的铣削加工,改用具有回转加工功能的数控线切割进行加工,并进行了实例编程和工艺分析,使加工效率大大提高。再结合锥度工件的线切割加工工艺,以及四轴半联动线切割锥齿轮的加工原理,主要演绎了数控回转轴在线切割机床上的应用及编程方法,为线切割机床拓宽加工工艺范围,提高加工效率和加工速度提供了有效途径。     

空间曲面零件电火花线切割加工新技术

开发了能实现空间曲面工件电火花线切割加工的多轴联动加工系统。阐明了系统的组成及运动规律。通过计算机仿真和加工实践。研究验证了数学模型的正确性。从而拓宽了电火花线切割加工的工艺范围。解决了空间曲面工件的加工难题。     

线切割五轴联动加工技术开发与仿真

为解决复杂曲面零件的加工难题,开发了以"转、摆、摆数控工作台"为核心的复杂曲面电火花线切割加工系统.分析了复杂曲面线切割加工的运动规律,提出电火花线切割五轴加工计算机仿真技术研究方法.通过运行相应的仿真程序,可以在计算机上直接观察到电火花线切割加工的全部过程,获得了比较理想的仿真结果.开发出一套加工性能稳定的五轴联动电...     

直纹空间曲面零件的虚拟加工系统

文章研究了空间直纹曲面虚拟零件的实现原理、数据模型和实现方法,针对加工实际中出现的各种具体情况,研究了相应的算法,用三维真实感图形实现空间直纹面零件的虚拟动态加工过程,用人工神经元网络实现零件的虚拟加工效果,使整个系统与实际加工过程更接近,用于四轴线切割机床加工前的校验或自动编程系统的仿真.     

基于翻转式数控回转台的线切割加工技术研究

开发了能实现复杂型面零件电火花线切割加工的多轴联动加工系统,阐明了系统的组成和运动规律,研制了其主要硬件装置——数控回转台,并进行了加工实验研究。从而进一步拓宽了电火花线切割加工的工艺范围,解决了复杂型面零件的加工难题。该方法在模具制造中得到了较良好的应用。     

Using wire electrical discharge machining for improved corner cutting accuracy of thin parts

The wire electrical discharge machining process (WEDM) allows one to achieved ruled surfaces along intricate contours in hard materials. When one intends to use such a machining process, one has to analyze both the magnitudes of the corners’ radii and the corner’s angles that are formed between adjoining surfaces. Some experimental research work carried out unveiled the systematic occurrence of machining errors when WEDM is used to obtain outside sharp corners, especially in small thickness workpieces. A permanent bending at the crest of sharp corners, which leads to a substantial deviation from the prescribed geometrical shape, was found. The deviation form depends on the magnetic properties of the workpiece material. The research was focused on establishing a means for characterizing this shape error. Moreover, the influence exerted by certain factors, such as the corner angle and the thickness of the workpiece on the above-mentioned machining error was quantified.     

An effective-wire-radius compensation scheme for enhancing the precision of wire-cut electrical discharge machines

Using a modified Denavit–Hartenberg (D–H notation), we propose with this study a methodology for generating the wire-radius-compensated NC data equations required to carry out the machining of non-column workpieces on a five-axis wire-cut electrical discharge machine (WEDM). In the proposed approach, the designed surfaces of the machined component are constructed using a 4?×?4 homogeneous transformation matrix and ruled surfaces. The modified D–H notation is then employed to derive the machine’s ability matrix and to generate the desired wire location matrices. To ensure the precision of the machining operation, the wire location matrices are modulated by a novel effective-wire-radius compensation scheme. Finally, the NC data equations required to machine the component are derived by equating the ability matrix with the modulated wire location matrix. To validate the proposed methodology, three non-column workpieces with various top and bottom basic curves are machined on a commercial WEDM. The dimensions of the machined components are then compared with those of specimens machined using the built-in WEDM compensation scheme. The results show that the components manufactured using the proposed effective-wire-radius compensation scheme are more geometrically precise than those produced using the conventional WEDM compensation method.     

Study on the generative design method and error budget of a novel desktop multi-axis laser machine for micro tool fabrications

Micro end mills made of hard or ultra-hard materials are mainly fabricated by grinding or by wire electrical discharge machining (WEDM). However, with the advances of new tool materials from ultra-hard to super-hard together with lower or no electrical conductivity such as the material of nano-polycrystalline diamond, the grinding or the WEDM method cannot be used for machining due to their ultra-low process efficiencies for such materials. Laser machining has been tested an effective method. Accordingly, multi-axis laser machines need to be designed for micro tool fabrications. In the paper, a typical micro ball end mill with relatively complex features has been analyzed by the generative design method to generate the number and properties of needed motion axes. Based on the analysis, a novel five-axis laser machine has been designed. Aiming at high-quality micro tool fabrications, the kinematics model has been derived for this five-axis laser machine and error budge has been studied for the subsequently optimum selection of key motion components.     

一种全闭环中走丝电火花线切割机床数控系统

研究了中走丝电火花线切割机床脉冲放电特性,提出了一种高速数字化采样和间隙跟踪方法,同时建立了智能型放电工艺数据库,提高了切割过程放电效率。为改进切割精度和表面粗糙度,工作台运动采用了一种闭环位置控制方案,基于双平面同步插补法实现了4轴协调运动控制,并采用C补偿原理解决了多次切割控制问题。基于嵌入式操作系统,设计并实现了可视化编程与控制集成软件。实际切割实验数据显示,采用这种数控系统后,中走丝线切割机床的可靠性和加工精度有了显著提高。