单向走丝电火花线切割拐角切割轨迹策略的研究

论文摘要

电火花线切割加工技术是一种广泛应用于模具、高级陶瓷与现代复合材料等领域的关键加工技术。随着市场对加工工件质量的要求不断提高,应用于单向走丝电火花线切割加工设备的新技术、新工艺等推陈出新,展现了很高的技术水准。一直以来拐角加工精度技术便是线切割加工中的难题与关键技术。在此背景下,本文研究了一种应用于单向走丝线切割粗加工阶段的拐角轨迹策略,旨在通过在拐角处应用规划的数控轨迹以提高拐角加工形状精度。本文建立了电极丝滞后量与电极丝运动速率的关系。在一定条件下,认为电极丝滞后量与电极丝运动速率满足正比例的关系。应用电极丝滞后量与电极丝运动速率两者的关系,并根据电极丝运动轨迹与数控系统运动轨迹的几何关系模型确定了电极丝运动方向,实现了对拐角处电极丝运动轨迹的仿真并针对不同类型的拐角提出了相应的拐角轨迹策略以提高加工拐角的形状精度。在完成拐角轨迹策略过程中借鉴了优化设计的思想。主要完成了直线与直线拐角与部分直线与圆弧拐角的轨迹策略研究。由仿真结果显示,采用拐角轨迹策略生成的电极丝轨迹与拐角轮廓间的误差减小。设计了正交试验以建立电极丝滞后量与部分主要加工参数之间的关系,并对实验结果进行了回归分析。通过验证实验比较了是否采用拐角轨迹策略所切割的拐角轮廓。由实验结果知,应用拐角轨迹策略后切割的拐角形状精度有一定提升,拐角轮廓外边缘形状精度改善明显,内边缘形状精度改善较外边缘稍差。为了使拐角轨迹策略可视化,开发了应用拐角轨迹策略的软件。该软件的输入输出均为数控代码,拐角处的仿真轨迹与规划轨迹均可在软件中显示。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 滞后量与蚀除速度关系的建立
• 2.1 引言
• 2.2 直线切割滞后量与蚀除速度关系的建立
• 2.2.1 滞后量与放电能量的关系
• 2.2.2 蚀除速度与放电能量的关系
• 2.2.3 滞后量与蚀除速度关系建立
• 2.3 拐角切割滞后量与蚀除速度关系的建立
• 2.3.1 直角钝角切割滞后量与蚀除速度关系
• 2.3.2 锐角切割滞后量与蚀除速度关系
• 2.3.3 直线与圆弧拐角滞后量与蚀除速度关系的建立
• 2.4 本章小结
• 第3章 拐角电极丝运动轨迹仿真与策略研究
• 3.1 引言
• 3.2 直线拐角轨迹仿真与策略研究
• 3.2.1 直线与直线拐角仿真与分析
• 3.2.2 直线与直线拐角轨迹策略研究
• 3.3 直线圆弧拐角轨迹仿真与策略研究
• 3.3.1 直线圆弧拐角仿真与分析
• 3.3.2 直线圆弧拐角轨迹策略研究
• 3.4 圆弧直线拐角轨迹仿真与策略研究
• 3.4.1 圆弧直线拐角仿真与分析
• 3.4.2 圆弧直线拐角轨迹策略研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 实验分析与轨迹策略软件
• 4.1 引言
• 4.2 滞后量与主要加工参数关系试验
• 4.2.1 试验设计与数据获取
• 4.2.2 试验数据的回归分析
• 4.3 拐角轨迹策略软件
• 4.3.1 软件整体功能流程与主界面
• 4.3.2 轨迹策略软件应用
• 4.4 验证实验与结果分析
• 4.4.1 验证实验设计
• 4.4.2 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢