电火花微喷孔加工控制系统的设计与研究
微细电火花加工模糊抬刀控制系统的设计及实验研究
De i n a p r me t lS u y o z y J mpi g Co r lS se f r M i r — sg nd Ex e i n a t d fFu z u n nto y t m o c o EDM
Ab ta t sr c :Th s a e rsn s t o ffzyjmpn o to y tm ae nmie rg a i p p rp ee t meh do u z a u igc n r 1 se b s do x dpo rm— s
m i g o ATL n fM AB n a d VC + + .Th u z o t o y t m s d s n d b s d o t t t so h i e f z y c n r l s e i e i e a e n sa i i f t e d s s g sc —
《 电加工与模具》21 年第 1 02 期
关 的方 波信 号 ( 称放 电时 间 波 形 ) 就可 明显 区分 简 ,
出这两 种状 态 。 因此 , 用 放 电时 间 检测 法 检 测 微 采
时 如 以某 一 电压 为基 准 , 其 转 化 为与 放 电 时 间有 将
一
细电火 花加 工 间 隙大 小 的 灵敏 度很 高 , 于 微 细 电 适
—
编写 , 刀控 制 模 块 流 程 见 图 5 抬 。该 模 块 首 先 进 行 放 电状态 的辨 别 与 统计 , 设 计 的 放 电状 态 统 计 模 本 块是 基于 上述 放 电时 间检 测 法 、 脉 冲个 数 为 单 位 以 进行 放 电状态 统 计 的 。采用 累加 计 数 的方 法 , 软 在 件 中设 定 3个 变 量 c u t 、o n 、o n。l 分 别 o n. cu t c u t l S d a, 记 录短 路状 态数 、 花放 电状 态数 及总 放 电状态 数 , 火
电火花加工自适应控制系统的研究
( i h aUnvri , eig1 0 8 , h a) Ts g u ies y B in 0 0 4 C i n t j n
Ab t a t sr c :A e ee to ds h r e ma h n n n w lc r — ic a g c i i g EDM d ptv o r ls se wh c r c l e u— a a ie c nto y t m i h die ty rg l ts t e ee to e d wn tme h s b e e eo e a e h l cr d o i a e n d v lp d.The c n r ls r tgy i a e on a r a i si o to ta e sb s d up e ltme e t— ma i n o h a a t r fEDM d lt ni z h a in e o o to ld p o e s twa o nd to f t e p r me e so mo e O mi mie t e v ra c fc n r le r c s .I sf u t twih a p o e h ie o h e e e e g p sa e v l e t i d p i e s se c n n to y o t i ha t r p rc oc ft e r fr nc a t t au h s a a tv y t m a o nl b an a
h g t be ma h n n u l c iv i h ma h n n fiin y,wh c samo td u l h — ih sa l c i i g b tas a h e ea h g c ii g e f e c o c ih wa l s o b e t e ma
微细喷油孔电火花加工机床的研制
关键词 : 微细喷油孔 ;电火花加工 ; 机床 ; 宏微驱动 ;柴油机
中 图 分 类 号 :G6 1 T 6 文 献 标 识 码 : A
( , co lfEet me a i l u m b e n i e n ,Yna nvrt, a ti 6 05 S au n rv c , hn ; 1Sh o o l r c nc t oi gn r g a ti i sy Y na 2 0 , h rogPoi e C ia co h a A o lE ei U ei 4 t n 2 Sho o Eet nc I om t na dEetcl nier g, h n hi i tn n esy S ag a 0 0 0 C i ) .col l r i, n r ai n l ra gnen Sa g a a ogU iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱrt, hn h i 03 , n f co f o ci E i Jo v i 2 h a
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p o e st e s r y h l swh s ime e s0 0 —0 2 r c s h p a - o e o e d a tr i . 5 - . 0 mm ,wi e p e ii n o . 01—0 0 5 mm ,a d t e ef in y o t t r cso f 0 hh 0 .0 n h f ce c f i
电火花制标计算机实时控制系统的研究与开发的开题报告
电火花制标计算机实时控制系统的研究与开发的开题报告题目:电火花制标计算机实时控制系统的研究与开发背景:随着工业自动化的不断发展和智能化的推进,控制系统的性能和功能不断提高,对实时性、可靠性和精度等方面的要求也越来越高。
电火花制标技术是现代加工领域中常用的一种制造工艺,对其控制系统的要求也越来越严格。
传统的控制系统已经不能满足这些要求,因此需要研究新的控制系统来满足电火花制标的生产需求。
目的:本课题的目的是研究与开发一种基于电火花制标的实时控制系统,实现该制造工艺的精确控制和高效生产。
研究内容:本课题的研究内容主要包括以下几个方面:1. 电火花制标技术的基本原理和特点2. 实时控制系统的基本原理和特点3. 实时控制系统中传感器和执行器的选择和应用4. 实时控制系统的软件设计与实现5. 实时控制系统的调试和优化研究方法:本课题将采用文献资料研究、理论分析、仿真模拟、试验验证等方法,以实现该制造工艺的控制精度和生产效率的提高。
意义:本研究的意义在于提高电火花制标的生产效率和品质,同时为其他制造工艺的控制系统研究提供参考。
预期成果:本研究计划设计并实现一种基于电火花制标的实时控制系统,应用于实际生产中,提高该制造工艺的生产效率和品质。
同时,本研究成果将发表在相关国内外学术期刊上,做进一步推广和应用的基础。
参考文献:1. 郭军波.实时控制系统的研究与开发[J].计算机工程与应用,2018,54(16):152-155.2. 韩振杰.电火花制标技术的研究与应用[J].机械制造与自动化,2017(3):153-155.3. 苗俊杰.基于Arduino的电火花制标控制系统的设计与实现[D].西安科技大学,2019.4. 陈邹.实时控制系统中传感器的选择和应用[J].微型机与应用,2016(12):122-125.。
微尺度电火花加工技术的研究与应用
微尺度电火花加工技术的研究与应用电火花加工技术是一种非传统的制造技术,它通过电火花的放电放热效应将工件上的材料加热至熔点或沸点,从而实现去除材料的目的。
微尺度电火花加工技术是电火花加工技术在微小尺度下的应用,具有高精度、高效率和微尺度特点。
本文将对微尺度电火花加工技术的研究与应用进行详细介绍。
首先,微尺度电火花加工技术的研究是为了满足现代制造业中对微细零件加工的需求而进行的。
随着科学技术的不断进步和微电子学、生物医学等领域的发展,对微细零件的需求越来越高。
传统的机械加工方法难以满足这种需求,而微尺度电火花加工技术因其在微尺度下具有高精度、高效率的特点而备受关注。
研究人员通过对微尺度电火花加工机理的深入研究,不断优化加工参数和改进设备,使微尺度电火花加工技术得以应用于微细零件的制造,推动了现代制造业的发展。
其次,微尺度电火花加工技术的应用领域十分广泛。
在微电子学领域,微尺度电火花加工技术被广泛用于芯片、集成电路和MEMS器件等微细零件的加工。
微尺度电火花加工技术能够在高精度下去除微组织表面的氧化层和污染物,确保微细零件的质量和性能。
在生物医学领域,微尺度电火花加工技术被应用于生物芯片、生物传感器的制造,可以实现微细结构的加工、印刷和微阵列的定位等功能。
此外,微尺度电火花加工技术还被用于珠宝、钟表、眼镜和光纤等微尺度零件的制造。
然而,微尺度电火花加工技术在实际应用中还存在一些问题需要解决。
首先,由于微尺度电火花加工是一种高温加工过程,容易引起工件热变形和表面质量问题。
因此,需要通过优化工艺参数和控制放电能量密度等措施来解决这一问题。
其次,微尺度电火花加工技术在加工精度上还有待提高,目前尚难以实现纳米级甚至亚纳米级的加工。
针对这个问题,研究人员正在探索新的电火花放电机制和新的加工方法,以提高微尺度电火花加工技术的加工精度。
为了解决上述问题,研究人员正在开展微尺度电火花加工技术的相关研究。
首先,研究人员通过改进电极材料和加工液等手段来优化微尺度电火花加工工艺参数,以提高加工精度和表面质量。
微喷部件阵列孔电火花加工工艺试验研究
e p rme to a rc tng a r y mir - o e sn i gl lc r d sc n c e t heAr a ir — x e i n ff b ia i r a co- lsu i g sn eee t o ewa o du t d wih t r y M c o— h
a heee to e we r nd t lcr d a .Theee tia a a t r r p i z d t c iv h u p s fs e di a lc rc lp r me e s a e o tmie o a h e e t e p r o eo t a l m — y
p p r The a v nt g sofm a u a t rn r a ir — o e sn i l lc r d r u m a ie a e. d a a e n f c u i g a r y m c o h lsu i g snge ee to ea es m rz d. Th e
c i i g 2 6 m ir — ls o hih t e d a e e s ls ha 0 /m n hed a e e e i to ss alr h n n 5 c o hoe fw c h im t ri e s t n 5 , a d t im t rd va i n i m le t a um . hn2 Ke r s:m ir — y wo d c o EDM ; ra ir — o e ; eo z d w a e ; a a e e so u s ne ao a r y m c o h ls d inie t r p r m t r fp lege r t r
h ls oe EDM c i e u i g d in z d wa e s t e de e t i f i I man y s u id t e i f e c f ma h n sn eo ie t r a h ilc r l d. t c u i l t d e h n l n e o u
电火花成形机床数控系统研究的开题报告
电火花成形机床数控系统研究的开题报告一、研究背景随着近年来制造业的快速发展,数控技术在机械加工领域得到广泛应用。
电火花成形机床作为一种高精度的制造设备,能够满足高要求的零件加工需求,因此受到了越来越广泛的关注。
在电火花成形机床中,数控系统是其中最核心的部分,能够实现工件的高精度加工。
二、研究目标本次研究旨在开发一种电火花成形机床数控系统,以提高电火花成形机床的加工精度和效率,同时满足现代制造业对于智能化、高效化的生产需求。
三、研究内容1.研究电火花成形机床的加工原理,分析其控制流程,确定数控系统对于机床的控制方式和控制要求。
2.研究数控系统的软硬件架构,包括数控系统的设备配置和运行流程,确定数控系统的体系结构和数据传输方式。
3.研究数控系统的运动控制算法,包括加工路径规划、插补算法和运动控制策略等,以提高机床运动的精度和速度。
4.研究数控系统的界面设计,包括操作界面和数据显示界面,以提高数控系统的人机交互性和使用便捷性。
四、研究方法1.文献调研:了解电火花成形机床和数控系统的发展历史、现状和研究进展,对研究进行必要的准备。
2.理论分析:对电火花成形机床的加工过程和数控系统的控制原理进行理论分析,确定研究重点和关键技术点。
3.软硬件开发:开发数控系统的软硬件,包括界面设计、运动控制算法和数据传输应用等,实现对电火花成形机床的精确控制。
4.样机测试:通过对开发的数控系统与电火花成形机床进行联调和实际应用测试,验证数控系统的性能和实用性。
五、研究预期成果1.开发一种可靠、高性能的电火花成形机床数控系统,能够实现高精度、高效率的加工过程。
2.提高电火花成形机床的加工精度和效率,为现代制造业的智能化、高效化生产提供有力的支撑。
3.探索电火花成形机床数控系统的研究方法和技术路线,为相关领域的学术研究提供有价值的参考。
微细电火花加工系统
(2)间隙平均电压检测法
U
+ -
80V可调
1kΩ 47-3300pF
10Ω 放大5倍
数据采集卡:
PCI8360V 输入信号范围: 0~10V, -5V~+5V; 最大采样频率: 75KHz。
伺服控制策略
设定一个电压区间值[V1、V2],当采集电压值 大于上限值V2,伺Z轴后退;位于电压区间时, Z轴不动;小于下限值V1时,Z轴前进。
谢 谢!
神经模糊控制器结构框图
E
模
模糊
反模
糊
推断
糊化
EC
化
电火花 加工
输入变换
电火花加工状态检测
对E<0情况,计算E对模糊变量NS(负大),NM (负中),NB(负小) 的录属度,判断短路和拉弧 所占的比重,并根据EC值,判断它们的发展趋势,通 过不同程度的增大伺服参考电压,提高抬刀频率及增
大脉冲间歇等措施,切断短路和拉弧的来源,使加工 能够稳定进行。
Z轴
控制计 算机
超声头
WEDG 单元
冷光源
观察显 微镜
精密 主轴
C轴旋转 电机
电量变 送器
线电极电火花磨削(WEDG)技术
该装置采用右图所示的线 电极电火花磨削法进行微 细电极在线制作,可以消 除电极的偏心,并可加工 出圆柱形、三角形、正定义和加工原理 微细电火花加工系统构成 放电状态检测及控制系统 研究方向
微细电火花加工实验系统
报告人:殷国强 学号: 20804056
内容
微细电火花加工简介 微细电火花加工系统构成 检测和控制系统 研究方向
1.微细电火花加工
所谓微细电火花加工指一般用常规电火花加工 或小型电火花加工不能实现的尺寸在1500μm的微细加工。
电火花小孔加工脉冲电源的微观控制方法研究
如图3所示,在正常放电时,主振脉冲微观控 制过程分为6个步骤,循环执行。发生异常事件触 发时,系统根据检测结果,按图4所示流程执行,其 控制过程如下:
放电间隙状态直接反映脉冲电源的工作状态! 检测电路采集放电间隙状态信号,经处理后反馈给 控制系统,成为脉冲电源闭环控制的重要依据!
放电间隙状态信号检测的电气原理见图2。间 隙检测模块采集得到4个状态信号,分别是:放电 电压加工电流!#、放电击穿信号S%、路信号S&。 其中,!"和匕为数值信号、S%和S&为电平信号。对 于微观控制方法而言,发挥重要作用的是S%和S&, 而和匕只起到辅助作用。 2.2微观控制原理
(1)放电截止
电火花加工
《电加工与模具》2021年第3期
图2放电间隙状态信号检测原理图
此阶段为整个控制周期的起始,也是上次脉冲 放电周期的结束,放电间隙处于放电结束后消电离 过程"此时,脉冲停歇时间计数器不断作计数操作"
(2) 短路探测 在放电脉冲停歇时间即将结束前,系统给放电 间隙发出一个短路探测脉冲%脉宽可通过外部设 置,脉冲不晚于主脉冲停歇结束时撤销o系统通过 判断收到短路信号S",决定下一步走向°如无短路 发生,则按时开启主脉冲,否则,重新进入放电截止 阶段,主脉冲也不会开启°如一直探测间隙至出现 短路,系统则会在放电截止和短路探测两个阶段不 断循环,直至检测到无短路发生° (3) 脉冲开始 在检测到间隙无短路之后,系统立即开启主脉 冲,间隙之间即刻施加放电电压,等待放电击穿%此 时,脉宽时间计数器被赋初值% (4) 击穿探测 在开启主脉冲的同时,系统监控击穿信号 如间隙无发生击穿,则继续等待,脉宽时间计数器 继续赋初值,直到发生击穿,进入下一阶段% (5) 放电加工 间隙之间持续放电,脉冲宽度时间计数器不断 作计数操作!直至计数器计数完成,系统关闭主脉 冲,放电终止% (6) 间隙清理 放电主脉冲关闭后,由于放电回路的寄生电 感、电容的作用,间隙之间会发生脉冲无法立即关 闭的情况,严重影响间隙消电离效果,从而妨碍下 一周期的放电过程°因此,脉冲电源系统设计了专 门的间隙清理回路,在关闭主脉冲后,即刻发出间 隙清理脉冲,其脉冲时间预先设置,可以有效增强 消电离效果° 2・3微观控制方法的CPLD实现
数控电火花小孔高速加工机床控制系统软件的开发与研究
孔 高 速加 工机 床 的任务 模块 结 构 图( 1 。 图 )
伺 服进 给 ; 块 I0接 口板 , 一 / 主要 控制 机 床 的开关 面板 、 电源参数 、 作液 和循 环过 滤 工 系统 等开关 量 的输入 输 出 。
便 , 于 二 次 开 发 , 好 地 满 足 了数 控 电 火花 小 孔 高 速 加 工 机 床 对 开 放 式 数 控 系统 的 要 求 。 易 较
关键 词 : 电火 花小 孔 高速加 工 机床 ; c#. T; 控 系统 ; NE 数 运动 控 制卡 ; 备 驱动 程序 设
中图分 类号 : G 6 T 61 文献标 识码 : A 文章 编 号 :0 9 7 X( 0 2 0 —0 5 —0 1 0 —2 9 2 1 ) 1 0 6 4
《 电加工与模具》 02 21 年第 1 期
工 艺 ・ 备 装
数 控 电火 花 小 孔 高 速 加 工 机 床 控 制 系 统 软 件 的 开 发 与 研 究
张 筱 云
(苏州 工业 园 区职业 技 术学 院 , 江苏苏 州 2 5 2 1 0 1)
摘要 : 分析 数控 电火花 小孔 高速加 工机 床 的 3 作 原 理及 软件 功 能任 务 , 于“ C+NC 型 开放 - 基 P ”
右; 位置 管理计 数 器 位 数 高 达 3 2位 , 本 满 足本 设 基 备 的运动 控制 要 求 。在 系统 中主 要 完 成 的功 能 是 : 实 现 、 y轴 高速 插 补孔 定 位 ; 现 C 轴 工作 台 回 实 转, 回转 范 围为 0 ~3 0 ; 现 w 轴 在 立 柱 上 的 直 。 6。实 线 运动 , 调整 导 向器 与工件 之 间 高度 位 置 , 4根轴 均 采 用进 口交 流伺 服 电机驱 动 。该设 备根 据工 艺要 求
电火花加工的自动进给系统及实验研究
电火花加工的自动进给系统及实验研究陈朝大【摘要】采用\"运动控制卡+工业计算机\"的开放式架构对自动进给调节系统进行设计.以运动控制卡作为整个控制系统的核心,来实施对运动的控制,实现伺服插补及安全控制等功能.系统的执行机构选用步进电机和压电陶瓷从宏观/微观层面组合驱动.系统在确保大行程稳定运转的前提下,为其执行机构具赋予了步进小、响应频率高等特点,能够很好地满足微电火花加工工艺对频繁调整间隙的需求.经过实验与测试,结果表明,在不同的材料和不同的加工时间等条件下,系统的加工效果均能达到良好程度.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】4页(P35-38)【关键词】电火花加工;伺服调节;运动控制【作者】陈朝大【作者单位】广东农工商职业技术学院,广州510507;广东工业大学机电工程学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP39;TG6611 引言在科学技术飞速发展的现在,产品的质量性能是人们越来越关心的核心。
在新的加工手段、新的材料成型等技术不断涌现的背景下,电火花加工技术也面临新的应用问题。
为适应新的形势,各地科研人员对电火花加工技术均进行了深入研究,使其在生命科学、微织物架构、微流控等新研究领域取得技术突破。
传统的航空航天、磨料行业,对高精度、微型化的要求越来越高,对微型化电火花加工机床的技术精度要求也大大提高。
电火花加工也被称为放电加工(EDM)。
沉浸在工具和工件之间的工作流体不断产生脉冲火花放电,依靠每次放电时产生的局部瞬时高温把金属材料逐次微量地蚀除下来,然后通过反向的形状工具复制到工件。
该方法的特点是无材料上和硬度上的限制,工件与刀具之间无宏观力。
因此,电火花加工技术越来越受到制造业的重视,广泛应用于难加工材料、复杂曲面、精密曲面加工等领域[1-2]。
微型机械的发展和需求给现代制造技术带来了新的挑战。
根据微加工技术在世界范围内的发展,微加工技术主要有三个发展方向:以美国为代表的以硅平面技术为基础的硅加工技术;以德国为代表的LIGA技术;以日本为代表的传统切割和特殊加工方法。
设计和优化电火花控制系统
设计和优化电火花控制系统摘要:本文提出了一套基于Modbus协议的总线控制系统,分析了Modbus协议的特点,介绍了Modbus协议的内容及通信过程,给出了系统的软件实现方法。
文中试图将现场总线理论应用于电火花加工机床,并最终通过使用Modbus协议实现各设备之间的互联。
关键词:Modbus 现场总线电火花RTU国内的大多数电火花设备由于实时性等方面的要求,控制系统均是基于dos 环境设计,这种系统能满足电加工的基本要求,但也大大影响了人机交互的改进以及远程通信等现代控制的要求。
模块化结构可裁减性强,便于满足不同用户的需求,是系统深入发展的良好基础。
专业化的信号采集设备及检测装置成为系统稳定和可靠运行的保障。
应用网络技术,可做到信息处理综合化、智能化。
与此同时,VB、VC以及各种组态软件的发展为人机界面及总线控制的发展的提供了良好的开发环境,使我们能够设计出更为合理及人性化的系统。
1控制系统结构现场总线控制系统一般采用上位计算机结合下位智能仪表来实现控制功能。
在本系统中,由于系统的检测装置简单易用,因此采用微控制器来读取信号并最终传输给上位机。
一般来说,总线系统主要包括变送器,总线和检测站。
在本套系统中,微控制器和检测装置成为智能仪表即变送器,它作为从机使用,但确是系统的核心部件,而上位机即检测站主要完成人机交互的任务以及一些优化、复杂计算和控制的功能。
个性化的人机界面以及标准化的总线结构设计,可方便的扩展系统的控制功能。
整套系统结构图如图1所示,系统最主要包括一个服务器,一台pc机,三个微控制器及相关检测设备。
2 Modbus协议Modbus协议是OSI模型第七层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。
互联网组中已经保留TCP/IP 系统端口502用以访问Modbus,Modbus协议已经成为一种流行的工业控制传输标准。
2.1协议内容Modbus协议定义了消息与格式和内容的公共格式,主要采用命令/应答方式,每一种命令报文都对应着一种应答报文,命令报文由主站发出,当从站收到后,就发出相应的应答报文进行相应。
电火花喷涂技术应用与工艺方法研究
电火花喷涂技术应用与工艺方法研究摘要在一些重要零件或有特殊要求的零件加工中,需要该类零件的金属表面晶格结构具有一定的特性,而这些特性是零件的基本部分不具有或不能达到的性能。
由于某些零件的形状、重量、基本性能,加工成本等要求,决定了零件基本部分不能全部采用类似表面性质的材料制造,针对这种情况,采用电火花表面喷涂技术是解决这种问题的首选工艺方法。
电火花喷涂技术是一种硬度较低的导电材料附着于另外一种硬度较高的导电材料表面,从而改变或提高硬度较高的导电材料的耐磨性或其他机械性能和物理性能的一种工艺方法。
关键词电火花喷涂;表面强化;喷涂层;合金化处理0 引言电火花表面喷涂是由于电火花加工技术发展的一种电加工方法,其加工原理与电火花加工原理相仿。
是以表面涂覆为电极材料,直接利用电容器在电极与工件之间火花放电产生的能量,使电极熔融,甚至汽化,涂覆熔渗至工件表面,形成特殊性质的合金表面涂层。
涂覆层具有高硬度,高耐磨性,抗腐蚀性及红硬性等优良特性。
目前国外许多国家对电火花喷涂技术有较深的研究,比如美国在B-1,B-2轰炸机起降装置的很多零部件的制造中使用了这一技术,很大程度的提高了起落装置的使用寿命,在苏-27飞机制造上电火花喷涂技术也得到了广泛的应用。
1 电火花喷涂改变金属微观组织原理分析电火花喷涂加工过程中,在作为阳极的涂覆材料与作为阴极的工件接触瞬间,装置中电容器瞬间放电,两者之间放电电路中的瞬时电流和电流密度达到很高数值,是电极与工件之间产生电弧,由于这些连续且时间间隔相同的瞬间脉冲电流形成的电弧而产生的热量,就造成了电极材料和零件表层组织以极快的速度达到熔化,沸腾和蒸发,在此条件下组成电机的涂覆材料中的表面元素就会向零件转移,使零件的表面层合金化,同时零件表层在其加热溶化的瞬间,空气中的氮气和工作环境中存在的碳或碳化物,同时在电弧的作用下向零件基体发生渗碳和氮,伴随着渗碳和渗氮作用产生以及电弧作用是在一定频率下循环发生的,电极和零件的接触部分在极短的时间内加热至高温,然后当电弧间断时已加热融化的金属瞬时被冷金属及周围环境冷却,形成高频率淬火过程。
微细喷油孔电火花加工机床及其控制系统研究的开题报告
微细喷油孔电火花加工机床及其控制系统研究的开题报告一、研究背景与意义微细喷油孔是现代燃烧发动机燃料喷射系统的重要组成部分,其喷孔直径通常在几十到几百微米之间。
微细喷油孔直径小、结构复杂,传统的加工方法难以满足其高精度、高效率的加工需求。
因此,研究微细喷油孔的高精度、高效率加工技术对于提高发动机燃料喷射系统的性能具有重要意义。
电火花加工技术是一种利用高频脉冲放电产生的放电能量将工件表面材料熔化脱落的非接触加工方法。
与传统的机械加工、化学加工、激光加工等方法相比,电火花加工具有操作简单、加工精度高等优点,因此在微细加工领域得到了广泛应用。
鉴于微细喷油孔的特殊性质,微细喷油孔电火花加工机床及其控制系统的研究成为了当前微细加工领域的重要研究方向。
二、主要研究内容本次研究的主要内容为微细喷油孔电火花加工机床及其控制系统的研究。
1. 电火花加工机床的设计与制造针对微细喷油孔加工的特殊要求,设计一种具有高精度、高稳定性的电火花加工机床。
在机床设计中考虑到机床结构、加工精度、机床稳定性等因素,根据喷孔直径和深度等加工要求,设计出合适的电极形状和加工工艺,并制造出符合实际加工要求的电火花加工机床。
2. 微细喷油孔电火花加工的工艺研究针对微细喷油孔的特殊要求,研究包括微观材料特性、工艺参数选取、电极材料和形状、电容器的电容等因素对电火花加工加工质量的影响,并建立微细喷油孔电火花加工工艺。
3. 电火花加工控制系统的研究与设计研究电火花加工的基本原理和机理,设计出符合微细喷油孔加工要求的控制系统。
控制系统应包括电极移动控制、放电电压控制、放电时间控制、自适应控制等功能,以实现高精度、高效率的微细喷油孔加工。
三、预期研究结果1. 设计出符合微细喷油孔加工要求的电火花加工机床。
2. 建立微细喷油孔电火花加工工艺,实现微细喷油孔加工的高精度、高效率。
3. 设计出符合微细喷油孔加工要求的电火花加工控制系统,实现对加工过程的精确控制。
微喷孔电火花加工电极气动进给系统的设计
微喷孔电火花加工电极气动进给系统的设计
张筱云;赵淳
【期刊名称】《液压与气动》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】针对电火花微喷孔加工微细电极,人工送丝费时、费力、装夹不便等特性,利用气动原理设计开发了气吹电极垂直进给机构,基于FX1N系列PLC,设计开发了微喷孔电火花加工电极气动进给自动控制系统,解决了微喷孔在电火花机床加工电极无法自动进给的难点.加工试验表明,该系统进给速度快,电极夹持效果好,无弯曲可能,加工精度和一致性高.所加工的微喷孔直径小于φ0.2 mm,单孔加工精度误差达到2 μm,孔壁内表面粗糙度Ra小于0.6 μm,可满足各种微喷孔加工.
【总页数】5页(P84-88)
【作者】张筱云;赵淳
【作者单位】苏州工业园区职业技术学院,江苏苏州215021;苏州技师学院,江苏苏州215009
【正文语种】中文
【中图分类】TG661
【相关文献】
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3.微驱动电极进给机构的设计 [J], 张国春;李文卓
4.膜片钳实验中的电极内气动微压力控制系统 [J], 陈思喜;瞿安连
5.微细电火花加工用伺服进给控制系统的设计 [J], 夏继强;刘晋春
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微细电火花五轴数控系统及其加工试验研究的开题报告
微细电火花五轴数控系统及其加工试验研究的开题报告一、研究背景和意义微细电火花加工技术是一种高精度、高效率的加工技术,被广泛应用于制造、航空航天、生物医学等领域。
在工业生产中,微细电火花加工技术可以用于从各种复杂材料制作高精度、高质量的零件,如注模、模具、齿轮等,具有广泛的应用前景。
然而,传统的微细电火花加工技术存在一些问题。
例如,传统的加工方式不能快速、精确地切割复杂材料,也无法满足微型化零部件的加工需求。
因此,需要研究一种新型的微细电火花加工系统,并进一步进行实验分析。
二、研究目的和内容本研究的主要目的是设计、开发一种新型的微细电火花加工系统,实现高精度、高效率的加工过程。
通过理论分析、仿真模拟和加工试验,探究新型微细电火花加工系统在不同条件下的加工效果和加工质量,并对其进行优化和改进。
具体的研究内容包括:1.设计基于五轴数控系统的微细电火花加工系统的硬件和软件结构。
2.建立加工系统的理论模型和仿真模型,优化系统参数,提升加工精度和效率。
3.设计和实现高效的加工策略,提高加工质量和稳定性。
4.进行加工试验,分析新型加工系统的加工效果和加工质量。
5.对实验数据进行分析和处理,总结新型加工系统的优缺点,并对其进行优化改进。
三、研究方法和技术本研究主要采用以下方法和技术:1.理论分析。
利用电火花放电机理和加工参数的基本原理,建立理论模型,深入探究原理和机理。
2.仿真模拟。
利用仿真软件对微细电火花加工系统进行仿真模拟和优化,预测加工效果和加工质量,提高加工精度和效率。
3.硬件开发。
针对新型微细电火花加工系统的硬件结构,设计、开发和测试系统硬件设备,包括电子控制系统、加工机床等。
4.软件开发。
基于五轴数控系统,设计、开发和测试加工系统软件,包括数控系统软件和加工控制软件等。
5.实验分析。
对新型加工系统进行加工试验,测试加工效果和加工质量,分析实验数据,总结加工优缺点,并对其进行优化改进。
四、研究计划和安排完成该研究需要分四个阶段进行,分别为:1.文献综述和理论分析阶段(1个月),对微细电火花加工技术的发展和应用进行综合的文献梳理和分析,并深入探究加工原理和机理。
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图2 微 喷 孔 电 火 花加 工 控 制 系统 硬 件 模 块
该 机 床 采 用 6轴 数 控 ,可 加 工 特 殊 材 料 、空
圆 萤 回 ~ 圈 回 团
图 1 微 喷 孔 电火 花 加 工 机 械 轴 构 成 示 意 图
间位 置 复 杂 的 群 孔工 件 。 整个 控 制 过 程 除 装 夹 工
备, 设计开发了机床的控制系统 ,解决 了此类产品常规机床 无法加 工的难 点。加工试验表明 , 该控制 系统 加工效果 好 ,加工精度和稳定 性高 ,可在 中0 1 ~0 2 mm .2 . 2 喷油 嘴上 自动加工5 ~ ‘ 1孔数 的偏心 孔。微喷孔直径小 于中02 m,单孔加工精度误差 达到2 m 1 .m ,喷孔孔壁 内表 面 粗糙度R d于O 6m,完全可 以满足 国 … ( … a\ . 欧 )以上排放标准 的喷油嘴微喷孔 自动多孔 加
决 :高精 度多轴 数控 系统 ;高性能 微进 给伺服 控制
系统 ;高 频微能 量 自适应脉 冲 电源 ;放 电状态 的实 时检 测识 别和加 工过程 智能化控 制技 术等 。
还 必 须精 确 控 制 喷 油 始 点 和 喷 油 量 。喷 油 嘴 作 为 燃 油 喷 射 系 统 的重 要 组 成 部 分 ,其 喷 孔 的 尺 寸 、 形 状 、入 口圆 角 以 及 表 面形 状 等 ,对 喷 孔 的 流 量 系数 、喷 雾 射 程 、雾 滴 直 径 的 均 匀 性 和 燃 油 与 空 气 混合 的均 匀性 有着 非常 显著 的影 响 … 。 钻 削加 工 喷 孔 的工 艺 很 难 适 应 喷 孔 直 径 越 来 越 小 的要 求 ,国 内 喷 油嘴 生 产 厂 家 加 工 微 喷 孔 使 用 的工 艺 主 要 是 :热 处 理 一 精 加 工 中孔 座 面一 电 火 花 打 喷 孔一 挤 压 研 磨 喷 孔 。 目前 电火 花 打 喷 孔 加 工 设备 的 生产 技 术为 少数 几个外 国公 司所垄 断 , 如 瑞 士 的 P A U 公 司 、英 国 的 Amc e OS L X h n公 司 及 美 国 的 R yo a c n公 司 。设计 开 发 拥有 中国 自主 知 识 产 权 的 电火 花 打 喷 孔设 备 非 常 必要 ,具 有 重 大 的社 会 效益 和经济 效益 ’ 。
常 小 , 只能 使 用 实 心 钨 钢 或钨 丝 作 电极 ,主 轴 进
给 采 用 的 是微 进 给 伺 服 机 构 ,脉 冲 电源 具 有 高 频
微 能 的特性 ,以实现 微喷 孔的 稳定加 工 。
设 备 由机 床 框 架 ,轴 立 柱 ,五 根 定 位 轴 ,一 根 旋 转 轴 , 电极 进 给 机 构 ,工 件 夹 持 机 构 ,电 控 箱 、工 作 液 系 统 及 气 动 系统 等 部分 组 成 。 电 极 由 导 向 器导 向 ,加 工 时 ,首 先 将 旋 转 头旋 转 到 吹 气 孔 的 位 置 ,打 开 夹 紧 装 置 吹 气 ,将 电极 丝 吹 出。
理 不及 时 ,则 产生 不 良 的加工 放 电状 态 ,如 空载 、 短 路 和拉 弧 等 。也 就 是说 各种 可 能 造 成 的不 良加
工 放 电状 态 ,在 间隙过 小 时发 生 的概 率 相对 高 些 。
只有 精 心调 节 伺 服进 给 ,间 隙 大 小适 当 ,才 能 维
置 轴 交 流 电 机 伺 服 驱动 控 制 、机 床 电气 控 制 等 组
0 引言
随 着汽 车 工 业 的 发 展 ,人 们 越 来 越 发 现 柴 油
机 具 有 高 扭 矩 、高 寿 命 、 低 油 耗 和 低 排 放 优 势 , 柴 油机 已成 为 解 决 汽 车 能 源 问题 最现 实 和 最 可 靠 的 手段 。然 而 要 提 高 柴 油 发 动机 动 力性 、燃 油 经 济性 ,降 低 排 放 率 、 噪 音 率 ,就 要 求 喷 射 系 统 产
成 。 微 喷孔 电火 花 加 工 控 制 系 统硬 件 模 块 示意 图
如 图 2所示 。
[4 第3 卷 91 4
持 较 佳 放 电状 态 ,从 而获 得较 高 的加 工 效 率 和 更
强 的 加 工 能 力 。微 喷 孔 智 能化 控 制 系统 结 构 框 架 示 意图如 图 3所示 。
本机 床 z轴 、 轴 、 W C轴 、 B轴 、 Y轴 是位置 轴 ,
决 定 了加 工 工 件 加 工孔 的位 置 和 角 度 。R轴 是 旋 标 如表 1 示 。 所
转 轴 ,决 定 了 电极 丝旋 转 速 度 。机 床 各 轴 设 计 指
表 1 机床各轴设计指标
轴 名 控 制 功 能 行 程 分 辨 率 Z 伺 服 加 工 定 位 07 mm .5 W 工 件 轴 向 定 位 07 rm —5 a B 工 件 轴 向 分 度 0 12 —0 。 C 工 件 圆 周 分 度 03 0 —6 。 Y R 偏 心 调 整
件 和 更 换 电极 外 ,整 个 加 工 过 程 均 可 自动 完 成 , 可 以 自动修 整 电极 , 自动 找 零位 ,加 工 过 程 中 自 动 切 换 工艺 参 数 ,加 工深 度到 一 定 位 置 后 自动 回 退 ,机床 电极损 耗 可通 过 进给 机 构进 行 自动 补偿 , 电 极 用 完 可 以 自动 报 警 等 。机 床 提 供 开 放 式 孔 位
1 日公 示 ) 8
作者 简介 :张 筱云 (9 7 1 5 一),女 ,高级 工程 师 ,副教授 ,研究方 向为运动控制 技术 、工业计算机应用技术和嵌入式 芯
片应用技术。
第3卷 4
第2 期
21— ( ) 【3 02 2下 9 】
务I 訇 , 造 f l u
主 轴 带 动 电极 丝 在 伺 服 系统 控 制 下 作 微 量 进 给 , 脉 冲 电 源 在 电极 与 工 件 之 间施 加 高 频 脉 冲 放 电 , 高 压 水 质 工 作 液 在 电 极 的外 围喷 射 ,对 加 工 区域 实 施强迫 排 屑冷却 ,保 证加工 的顺利进 行 。 为 满 足 喷 油 嘴 自动 多 孔 加 工 的 要 求 。主 机 采 用 独 特 的 机 械设 计 结构 ,应 用 精 密加 工 的机 械 零 件 ,配上 日本进 口 T K 导轨 ,N K 轴承 ,精 密旋 H S 转 主 轴 头 ,关 键 支 承 件 的 结 构 设计 具 有 良好 的刚 性 ,变 形 量小 ,几 何 精 度 高 ,保 证 了机 床 的加 工 精 度 。本 设计 的机 床轴 示意 图如 图 1 示 。 测 和 处
2 微喷孑 电火花加工控 制系统组成 L
本 项 目控 制 系 统 以 工 业 控 制 计 算 机 ( 称 简 IC)和运 动 控 制板 为 核 心 、配 备 自适 应 高频 脉 冲 P
电源 、加 工 状 态 检 测 、主轴 伺服 进 给 控 制 以及 位
1 微喷孑 数控 电火花机床结构 L
高 精 度微 喷 孔数 控 电火 花 机 床 与 普 通 电 火 花
穿 孔 机 放 电 加 工 方 式 区 别不 大 。 加 工过 程 中 ,均
采 用 电 极 丝旋 转 与 进 给 运 动 复 合 的 电极 旋 转 进 丝 机 构 ,实 现 电极 对 工 件 的 相 对 运 动 ,根 据 加 工 零
一 一一 一 一 一一 一一
运 行 速 度 O0 l .0mm 0 10 mm/ n H ~ 00 mi Oo l . mm 0 10 mm/ i 0 ~ 00 mn 00 2 . 。 O OO 。 .1 0~1O mi 8 。/ n 0 2 。/ n ~7 0 mi 0 ± lm 一 8 m 0 )1ll 』 rr 0 o mm/ n 0 ll ~6 0 mi O 10 %一0 %调 节 0 1o R M ~ 40 P
工的要求。
关键 词 : 喷油嘴微喷孔 ;电火花加 工 ;控制 系统 ;伺服控制 ;脉冲 电源
中图分类号 :T 6 G6 1 文献标识码 :A 文章编号 :10 —0 3 ( o 2 2下) 0 9 - 5 9 1 4 2 i ) ( - 03 0 0
D i 1 . 9 9 J is . 0 9 0 3 . 0 2 2 下 ) 3 o : 3 6 / . n 1 0 - 1 4 2 1 . ( . 0 0 s
31 智能化控制系统结构框架 .
柴 油机 喷 油 嘴微 喷 孔 电火 花 加 工 显 著 特 点 是
电极 丝 旋 转 轴
一一 一一 一 一蚕
第2 期 21- ( ) 02 2下
加 工 放 电 面 积 小 、单 个 脉 冲 放 电 能量 微 小 、放 电 蚀 坑 小 、放 电 问 隙微 小 、 脉 冲 电 源频 率 高 、极 难 获 得 稳 定 的火 花 放 电状 态 且 一 个 喷头 上 要 自动 加 工 5个 以上 的 微 喷 孔 。其 特 点 决 定 了对 加 工 状 态
张筱云 。 ,郑大棉
ZHANG a . u . Xio y n。ZHENG — in Da m a
(. 1 苏州工业园区职业技术学院 ,苏州 2 5 2 ;2 苏州明谷纳科技有 限公 司 ,苏州 2 5 3 ) 10 1 . 1 1 1 摘 要 : 针对喷油 嘴微喷孔加 工的要求 ,分析 与研 究可加工偏心 孔的高精度六 轴 电火花微喷孔加 工设
件 的不 同 ( 料 、孔径 和孔 深等 ) 材 来确 定放 电参 数 ( 冲 频 率 、 脉 冲 宽 度和 放 电 间隙 等 ) 脉 ,加 工 过 程
中工 具 电 极 和工 件 问没 有 接 触 应 力 ,靠 极 间 连 续 脉 冲 放 电 蚀 除工 件 。但 不 同 的 是微 孔 加 工 孔 径 非
生足 够 高 的 喷射 压 力 ,确 保燃 油 雾 化 良好 , 同时
用 机 床 。 能加 工 偏 离喷 油 嘴 旋 转 中心 的 喷 孔 ,解 决 了此 类 产 品 常 规 机 床无 法 加 工 的难 点 。研 究 电 火花 微喷 孔加 工控制 系统是研 制 电火花 打喷孔 的关 键技 术之 一 ,主要存 在 以下 技术 难点亟 待突破 和解