电火花微细加工系统研制

根据电火花微细加工的技术特点,设计研制适应电火花微细加工要求的伺服控制系统,微能脉冲电源和微细电极制造机构,整个系统工作稳定,能够较好地达到微细加工的要求.     

基于异形孔等效放电面积的微细电火花加工技术

针对喷丝板异形孔加工这一工艺难题，分析了微细电火花加工系统的关键技术，并对传统晶体管可控式RC脉冲电源电路拓扑进行了改进，设计并研制出适合微细电火花加工的新型微能脉冲电源。针对等效放电面积对微小异形孔加工效率及加工精度的影响进行了详细的理论分析与大量实验研究，为合理地选择加工规准提供了可靠的理论与实践依据。     

微细电火花加工装置关键技术研究

围绕微细点火花加工的关键技术,开发出了具有4轴3联动的微细电火花加工装置。阐述了利用该装置实现微细电火花加工的关键技术和实现途径。包括微能脉冲电源的设计实现;通过选择适当的伺服控制策略,解决了伺服机构在小位移进给时所存在的爬行问题;探索了微细电极的在线制作与检测方法,并分析了在线检测方法存在的误差。在该装置上进行了大量的加工试验,试验已加工出最小直径为12 mm的微细轴和25 mm的微细孔,并实现了具有空间自由曲面的,大小为1 mm×0.3 mm×0.18 mm微脸谱雕塑的加工。     

精密及微细电火花加工(二)

2精密型孔加工实现精密和微细加工,除了制作合格的电极、具备相应的电加工机床和脉冲电源外,熟练地掌握合理的加工工艺是重要关键。     

三维微细电火花加工伺服控制系统设计及实验研究

针对微细电火花加工伺服控制系统的要求,进行了微细电火花加工伺服控制系统总体设计.伺服控制系统特点是执行机构采用步进电机+压电陶瓷的宏微细合式驱动机构,实现了大行程和小步距的有机结合,能够提高电火花加工机床的加工性能.同时Z轴增加一个振动源,实现自动排屑和微调加工间隙.通过实验验证,证明系统运行良好,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.     

微细电火花加工脉冲电源及智能控制器设计

设计了以DSP和CPLD为控制单元的微细电火花脉冲电源,满足微细电火花加工单个脉冲能量小而可控的要求。针对加工过程难以用数学模型描述的问题,利用智能控制不依赖数学模型的优势,设计了模糊神经网络控制器,根据间隙放电状态,对在线参数实时调整。通过微小孔加工实验表明,采用智能控制的加工方式可以提高加工速度,有很好的应用前景。     

微细电火花加工机床关键技术

研制开发两台高精度、高性能,具有自主知识产权的微细电火花加工机床,并对微细电火花加工机床的几个特有关键技术进行了深入研究.基于压电陶瓷的宏微伺服进给系统能实现分辨率为3.42 nm的微进给,并且能实现振动式进给,以改善微细电火花加工的间隙状态,提高微细电火花的加工效率和加工质量.结合块电极反拷与线电极反拷的微细工具电极反拷系统,可高效高精度地现场制作微细电极,电极直径最小可达4 μm.基于多传感器信息融合技术的放电间隙状态监测技术,能很好地解决微细电火花加工间隙状态的监测与识别问题.RC脉冲电源不存在维持电压现象,这一最新发现为降低单脉冲放电能量难题提供一个新的解决途径,使得基于RC方法开发的超微能脉冲电源的单脉冲放电能量最小降至皮焦级,为微细电火花加工奠定了良好的基础.最后的微细电火花加工试验表明,所开发的微细电火花加工机床性能稳定,且加工质量良好,尤其适合加工孔径为50～200 μm的微细孔.     

微细电火花成形加工设备关键技术研究

基于微细电火花加工的要求,对微细电火花成形加工设备中的关键技术进行研究,成功研制了一套高精度的微细放电加工设备产品,包括一台微细电火花加工机床和一台精密脉冲电源。优化机床关键零/部件的结构后,机床的变形小,运动精度高;电源放电稳定,控制精确。经加工试验表明,该设备加工效果较好,加工精度和稳定性较高,加工出的窄槽工件的尺寸精度可达到5μm,加工直径为300μm的小孔,其圆度误差达到3μm,可满足微细电火花加工的要求。     

微细电火花加工及其关键技术

综述了微细电火花加工的基本原理及最新研究进展。比较了LIGA技术与微细电火花加工的特点与应用。简要分析了微细电火花加工的关键技术：微细电极的在线制作、微进给装置、微小能量的脉冲电源、微小电极的运动轨迹规划、电极的损耗及补偿策略。展望了微细电火花加工在微三维结构加工中的应用前景。     

微细电火花加工的发展现状与展望

目前,尽管出现了各种不同的微细加工方法,但由于微细电火花加工法具有独特的优点,因此采用此种方法可以制成各种极微细的高硬度(金刚石烧结体和硬质合金)工具、复杂形状的模具和工件,为此受到业界的普遍关注。     

微细电火花线切割加工关键技术

在分析微细电火花线切割加工特点的基础上,对获得高精度、高表面质量工艺指标的关键技术进行了研究。其中重点对微能量脉冲电源、恒张力走丝系统、偏开路伺服控制策略、基于压电陶瓷电动机的微驱动进给系统、智能工艺规划系统和加工工作液间隙特性等关键技术进行了研究,解决了微小复杂零件难以切割的问题,并且获得高质量微小复杂零件,最终满足了微细电火花线切割加工的需要。     

微制造系统中的微细电火花加工技术

文章系统地研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势，论述了微细电火花加工技术在微三维结构制作及微制造系统中的应用。     

高频窄脉宽微细电火花加工用微能脉冲电源的研究

分析了微能脉冲电源的实现途径。采用开关管推挽工作原理设计出了具有高频窄脉宽的微细电火花加工用微能脉冲电源。并对具有陡上升沿和下降沿的高频脉冲电源工作时产生的电磁振荡现象的原因进行了深入的研究。在此基础上设计出的脉冲电源最小脉宽可达100ns，较好地满足了微细电火花加工的需要。     

高频窄脉冲电流微细电解加工

微细电解加工是微细加工领域很有发展前景的微细加工技术之一。适合于微细电解加工的装置被研制出来, 它包括机床进给机构、线电极电火花磨削在线制作微细电极装置、短路检测模块、脉冲电源及其他一些辅助装置, 其中,高频窄脉冲电源是微细电解加工最重要的核心技术之一。根据微细电解加工的特点,设计了微细电解加工 MOSFET脉冲电源,该微能脉冲电源能很好地满足微细电解加工的要求。运用该微细电解加工装置进行加工试验, 在低的加工电压和低的钝化电解液浓度条件下,利用高速旋转的微细电极加工微小孔和像小铣刀一样进行微细电解铣削加工微结构,得到了满意的工艺效果,因而进一步说明电解加工在微细加工领域很有发展潜力。     

基于模糊控制的微细电火花加工脉冲电源研究

设计了一套微细电火花加工脉冲电源,该电源采用有效放电火花数检测方法对放电状态进行统计,并利用模糊控制算法对脉冲宽度和脉冲间隔进行调整以改善加工性能。试验结果表明,该脉冲电源在保证加工稳定性的基础上,能够有效地提高加工精度及加工效率。     

微细电火花加工技术的研究进展

研究和综述了微细电火花加工技术的研究现状和发展趋势。比较分析了常用微细加工与微细电火花加工方法的特点及应用，论述了线电极电火花磨削技术的原理及在微细加工中的作用。结合电火花加工过程中无宏观作用力的特点，论述了微细电火花加工装置微小型化的可行性和几种主要形式。     

微细电火花加工设备技术研究

微细电火花加工的关键设备技术涉及电极的微进给伺服机构、电极和工件的附加树对运动机构、微小能量放电电源以及加工状态检测与控制系统等。文章围绕微细电火花加工系统的设计系统，介绍基于压电致动原理以及摩擦传动的微进给机构、工具电极的线放电磨削机构和旋转主轴、以及微小能量放电电源的设计等，并指出需要进一步研究的课题。     

微细电化学加工纳秒脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用CPLD器件EPM7160与8位单片机STC12C5A60S2,设计了微细电化学加工纳秒脉冲电源。脉冲参数设置通过专用键盘或RS232实现,参数显示采用国显电子的12864液晶模块实现,人机界面友好。通过RS232,电源可以接受主控计算机的实时参数调整。测试表明,脉宽、脉间等脉冲参数可调,且调节方便,通用性强。输出脉宽、脉间可以调至20ns以下,适于微细电化学加工。     

特种微细加工的现状及应用

本文论述了主要特种微细加工的原理、特点、现状及其应用。     

大面积微细结构的电火花高效加工

采用深度光刻与电铸技术相结合较好地解决了大深宽比的电火花工具电极的制造问题。在此基础上,利用优化的微细电火花加工工艺,可以实现大面积微细结构的高效、精细制造。