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。     

微细电火花三维成型加工系统的研制

设计一个三维微细成型电火花加工系统,搭建了该系统的原型样机,并进行了初步的加工实验.系统由三维运动平台、带间隙伺服的加工头、纳秒级脉宽的等脉宽晶体管脉冲电源及环境保障系统组成.实验证明该系统运行良好,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.     

微细电加工应用技术研究

微细电加工要达到工业应用的目的,需兼顾加工效率和加工精度两方面的要求.以微细孔、微细三维结构的加工为目标,进行了微细孔电火花加工、三维微细结构电火花伺服扫描加工及微细电化学加工技术的研究开发.设计出微细电极的损耗补偿进给和导向机构,开发出三维微细结构的电火花伺服扫描加工工艺,研究了采用阵列微细电极的微细电化学加工方法.微细孔电火花加工可连续加工直径小至100 μm的孔.伺服扫描电火花加工可便捷地在小于1 mm2区域内加工出三维微细结构.提出的微细电化学加工技术路线拟将微细电解加工应用于阵列微细孔和三维微细结构的加工.     

基于可重构方法设计的多功能微细电加工系统

简要介绍了可重构制造系统的概念和可重构机床的特点。基于可重构机床模块化的设计方法,设计了一套可进行微细电火花加工和微细电解加工的多功能微细电加工系统。在多功能系统中利用在线电解的方法制备微细钨电极,并用此电极进行电火花微细孔加工试验。     

三维微细电火花加工精密运动系统的设计研究

提出一种新的、可用于多种微细加工的、低速、多自由度并具有纳米精度的三维极微细电火花加工系统.初步构建出极微细电火花加工机电系统功能模块,实现极微细电火花三维加工过程的监测与控制;优化加工系统的控制和基本的工艺参数设置;达到纳米级电火花加工的关键技术途径.     

基于VC的压电自适应微细电火花加工软件研究

对压电自适应微细电火花加工平台及原理进行了介绍,并针对该平台研究了数控加工的实现方法,利用VC++2010编程工具结合Windows下的多线程和串口编程技术开发了专用的数控加工软件,并进行了加工实验,结果表明开发的加工软件满足压电自适应微细电火花加工要求,具有一定的实用性.     

微细电火花伺服扫描加工实验研究

进行微细电火花三维扫描加工时,由于电极损耗相对严重,导致形位公差难以保证和加工效率较低。该研究分析了电火花加工常规的电极损耗补偿方法,提出了基于放电间隙伺服控制进行电极损耗实时补偿的微细电火花三维扫描加工方法。辅助以电极电接触感知工件平面和加工原点,三维结构加工实验显示,采用间隙伺服控制进行电极损耗实时补偿有利于提高扫描加工微三维结构的形位精度和加工效率。     

基于PMAC的运动控制系统在微细电火花成形加工数控系统中的应用

根据PMAC运动控制器的特点,构建了基于PMAC的微细电火花成形加工运动控制系统的硬件和软件体系,讨论分析了基于PMAC的运动控制系统对微细电火花成形加工的影响,优化了系统伺服参数和加工运动参数.通过加工实例表明:基于PMAC的运动控制系统在提高加工稳定性和加工效率方面有着显著的优势.     

玻璃微结构电解电火花铣削加工试验研究

为满足石英玻璃等非导电硬脆材料微结构的加工需求,对微细电解电火花铣削加工工艺进行了深入的试验研究,在玻璃工件上进行了一系列微细电解电火花铣削加工工艺试验。首先,基于电解电火花加工的原理搭建了微细电解电火花铣削试验平台;其次,通过对比试验,研究了加工电压、脉冲频率、占空比和进给速度等工艺参数对铣削槽宽的影响,并通过优化工艺参数加工出微槽阵列;最后,成功加工出多个玻璃微结构包括二维微流道和三维微结构,试验结果表明微细电解电火花铣削工艺在加工非导电硬脆材料微结构方面具有很大潜力。     

微细电火花加工及表面重铸层电解去除装置的设计

微细电火花加工工件表面的重铸层影响加工精度和使用性能,为此设计了具有微细电火花加工及电解去除表面重铸层功能的集成装置。该装置由运动平台、伺服控制、脉冲电源等关键部分组成,集成了微细电火花和微细电解加工功能。针对不同加工方法采用不同的控制策略,解决了微细电火花加工与电解加工在同一设备上的集成问题。通过实验验证,该装置可以很好地实现微细电火花加工表面重铸层的在线去除,且去除厚度可通过改变加工参数的形式来控制。     

电火花摇动加工微细阵列轴和孔的试验研究

针对微细阵列轴和孔的电火花加工,提出了利用数控电火花加工机床摇动功能的摇动加工微细阵列轴和孔的方法.此法是基于电火花反拷贝加工的原理,先用丝电极在薄平板(中间电极)上按要加工的阵列轴和孔间距或数倍间距加工阵列小孔(直径0.1 mm以上),然后用加工的薄平板(中间电极)作电极,电火花摇动加工微细阵列轴(电极),最后用此微细阵列电极加工阵列孔.进行了电火花摇动加工微细阵列电极试验,得到了单电极直径为50 μm、长径比为16的3×3阵列电极,并用此电极在70 μm厚的不锈钢板上加工出单孔直径为70 μm的3×3微细阵列孔.试验结果表明,电火花摇动加工方法可实现微细阵列轴和孔的加工.     

日本放电加工的新方法和新技术

综述了日本在放电加工领域的最新研究动态，包括成形放电加工、微细放电加工和线切割放电加工三部分内容。在成形放电加工方面，主要介绍一项新技术——气中放电高速三维空腔铣的原理、实验装置及加工效果；在微细放电加工方面，主要介绍一种新近开发的可同时加工微细轴和微孔的自动微孔加工装置和目前已加工出的微细轴的最小尺寸；在线切割放电加工方面，主要介绍了提高圆角加工精度的新方法、提高放电位置可控性的新方法和新的硅锭切片方法。     

RTAI实时操作系统在多轴联动电火花加工数控系统中的应用

数控系统软硬件平台近年来的快速发展,为多轴联动电火花加工数控系统的提升带来了新的机遇。针对广泛采用的上下位机式数控系统中上下位机间通讯的瓶颈问题,利用实时操作系统与双端口寄存器在上下位机间通讯与数据传输的时间确定性和效率的优势,对原有自主开发的多轴联动电火花加工数控系统进行了改进,增加了实时通讯的功能,充分利用上下位机的双核优势冲破之间的瓶颈,并结合先进的B样条曲线插补算法,显著提高了数控系统的性能。闭式整体叶盘的加工实验证明新的数控系统体系架构能提高复杂零件的加工效率。     

Manufacturing linear and circular contours using CNC EDM and frame type tools

In traditional electro discharge machining (EDM) the usual practice is to form a 3D female cavity in the work piece by making a corresponding male shaped tool and plunging this into the work piece. Recently, however, computer numerical control (CNC) EDM machines have become available which have the potential to generate a detailed shape without using complex electrodes. This paper describes a novel method of electro discharge machining which makes the generation of linear, circular and curved contours possible without any special electrodes. The experimental work employs CNC EDM, mild steel work pieces and inexpensive “frame type” copper tools. The results indicate, relative to the cavities produced, an improved effective material removal rate (MRR), a better surface finish and a lower powered machine. The paper also introduces the effect of EDM parameters on the process performance by modelling and analysing the experimental results using statistical techniques. Finally, a few applications are discussed.     

基于PMAC的商用五轴联动电火花加工数控系统

研制了一种基于可编程运动控制器PMAC的五轴联动电火花加工数控系统。其采用全闭环速度模式的控制体系,具备实现电火花成形加工控制中包括间隙电压检测、伺服进给回退运动、多轴联动、主轴高速抬刀运动及各类摇动等的多项关键技术。该数控系统已应用于商用五轴联动电火花成形加工机床,通过大量的样件加工实验,验证了其良好的控制与加工性能。同时按商业化标准完善了数控系统,推动了其产业化进程。     

微细电火花铣削电极运动轨迹加工工艺实验

在微三维结构微细电火花铣削过程中,电极运动轨迹的规划直接影响产品的加工效率和工具电极的损耗。针对钛合金微三维结构进行了不同铣削方式的加工工艺实验,选取了最佳电极运动轨迹,其加工时间和电极损耗均明显低于其他铣削方式。     

基于Windows 7操作系统的六轴数控电火花小孔机数控系统

介绍了基于Windows 7操作系统而开发的带示教功能的六轴数控电火花小孔机控制系统,阐述了系统软件及硬件部分的功能和特点。该系统稳定性高,编程灵活性大,加工控制自动化程度高,为我国数控电火花小孔加工提供了新的思路和方法。