论文题目: 微细电解加工系统及其相关工艺的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 徐惠宇
导师: 朱荻
关键词: 微细电解加工,型复合结构,控制系统,微孔,微细群缝结构
文献来源: 南京航空航天大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电解加工是利用金属在电解液中可以发生阳极溶解的原理,将零件加工成形的,其材料的减少过程以离子的形式进行。由于金属离子的尺寸非常微小,因此这种微溶解去除方式使得电解加工技术在微细制造领域有着很大的发展潜力。研究和掌握微细电解加工的关键技术,研制开发微细电解加工系统,深入研究微细电解加工工艺,并结合制造业中大量存在的 meso scale(尺寸为几微米至几百微米)的微细结构,将微细电解加工用于实际工业应用研究,具有重要的现实意义。 本文作者独立研制了一种新型、实用的微细电解加工装备。采用双立柱龙门Π型-C 型复合结构布局,兼顾好的系统刚性、小型的系统结构和方便的操作维护性;采用主轴进给 Z 轴和旋转 C 轴的设计,拓展加工对象范围,能加工空间螺旋槽等结构;采用对称碳刷设计进行旋转工具电极引电,消除碳刷对旋转轴的径向压力,保证引电可靠;采用组合轴承座设计,可显著提高机床结构的刚性,减小主轴受外力作用时的变形。 本文作者独立研制了采用PC机控制的以PCI运动控制卡为核心的的半闭环控制系统,控制系统软件采用 LabVIEW 图形语言编写,根据微细电解加工的特点,以检测到的加工电流、加工电流变化率和加工电压变化率作为加工间隙控制的反馈,采用低电压实现精确的湿对刀,设计了常规恒速进给、周期对刀进给、周期退刀进给等不同的伺服运动方案,整个控制系统柔性化,可很好满足微细电解加工中的各种不同控制需求。 微细电解加工的工艺研究对于加工精度和加工质量至关重要。在所研制的微细电解加工系统基础上,作者提出采用表面带螺旋槽的旋转微阴极进行电解加工,实现了高加工速度,并且加工稳定性更好,加工微孔圆度更高。还研究了不同的阴极进给方式、不同电解液组成、不同的加工电参数、不同阴极布置方式等对微细电解加工精度、加工稳定性的影响,通过优化组合采用添加络合剂、脉冲电流、周期对刀等工艺手段,显著提高了微细电解加工过程的稳定性和加工精度。 作者提出采用片状阴极和丝状阴极进行窄缝的电解加工,并对比研究了二者在加工窄缝时对加工精度和加工稳定性的影响。在此研究基础上,选取实际
论文目录:
摘要
Abastract
图表索引
符号索引
第一章 绪论
1.1 电解加工技术的研究和发展
1.1.1 微细电解加工技术
1.1.2 精密电解加工技术
1.1.3 电解复合加工技术
1.1.4 数控电解加工技术
1.2 微细电解加工技术的研究和进展
1.2.1 窄脉冲微细电解加工技术
1.2.2 掩模微细电解加工技术
1.2.3 电液束微细电解加工技术
1.2.4 其它有关微细电解的研究进展
1.3 微孔窄缝加工技术的研究和发展
1.3.1 传统机械切削加工技术
1.3.2 微细特种加工技术
1.4 课题来源、研究意义以及本文主要研究内容
1.4.1 课题来源和研究的目的及意义
1.4.2 本文的主要研究内容
第二章 微细电解加工系统设计
2.1 微细电解的加工特点
2.2 微细电解加工系统总体设计
2.3 微细电解加工系统关键部分设计
2.3.1 机械部分总体布局设计
2.3.2 机械部分基本结构设计
2.3.3 转速可控旋转主轴设计
2.3.4 机床运动进给环节设计
2.3.4 系统电气控制系统设计
2.3.5 微细电解加工对刀电路设计
2.3.6 微细电解电源设计
2.4 电解加工平台参数规格
2.5 微细电解加工系统传动误差分析
2.5 本章小结
第三章 微细电解加工控制系统设计
3.1 微细电解加工伺服控制系统的设计
3.1.1 微细电解对伺服控制系统的要求
3.1.2 伺服控制系统硬件设计
3.1.2.1 信号传感器
3.1.2.2 四轴运动控制卡
3.1.3 伺服进给控制软件设计
3.1.3.1 微细电解加工间隙控制和短路保护
3.1.3.2 伺服进给控制程序
3.2 微细电解加工控制软件设计
3.2.1 LabVIEW 图形编程语言
3.2.2 控制系统应用软件设计
3.2.3 运动进给控制方案设计
3.3 本章小结
第四章 微孔电解加工工艺研究
4.1 微孔电解加工相关分析
4.1.1 影响加工精度的因素分析
4.1.2 影响加工稳定性的因素分析
4.2 阴极形状和运动方式对微孔加工的影响研究
4.2.1 对加工效率及加工过程稳定性的影响
4.2.2 对加工精度的影响
4.3 微孔加工中各种加工参数的影响分析
4.3.1 阴极进给方式对微孔加工的影响
4.3.2 电解液组成对微孔加工的影响
4.3.2.1 不同电解液的影响分析
4.3.2.2 添加剂的影响
4.3.3 电参数对微孔加工的影响
4.3.3.1 直流电参数的影响分析
4.3.3.2 脉冲电参数的影响分析
4.3.4 阴极布置方式对微孔加工的影响
4.4 本章小结
第五章 微缝电解加工工艺研究
5.1 微细窄缝电解加工工艺研究
5.1.1 阴极形状对加工间隙的影响分析
5.1.2 阴极形状对流场的影响分析
5.1.3 不同阴极的加工结果分析
5.1.3.1 不同形状阴极对加工精度的影响
5.1.3.2 不同形状阴极对加工稳定性的影响
5.1.3.3 不同直径丝状阴极对加工缝宽及精度的影响
5.1.3.4 不同直径丝状阴极对加工稳定性的影响
5.2 微细群缝结构电解加工工艺研究
5.2.1 微细群缝结构加工方法分析
5.2.2 微细群缝加工系统设计
5.2.3 阴极设计
5.2.4 工装夹具和流场设计
5.2.5 工艺参数对微细群缝电解加工的影响
5.2.5.1 电解液对群缝加工精度的影响
5.2.5.2 工件材料对群缝加工精度的影响
5.2.5.3 进给速度对群缝加工精度的影响
5.2.5.4 阴极和流场对群缝加工精度的影响
5.2.6 微细群缝结构加工结果
5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢
发布时间: 2005-07-08
参考文献
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- [3].群小孔电解加工的关键技术研究[D]. 王维.南京航空航天大学2010
- [4].电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D]. 陈远龙.合肥工业大学2000
- [5].电解加工间隙智能监控方法研究[D]. 王希.南京航空航天大学2006
- [6].超纯水微细电解加工的基础研究[D]. 鲍怀谦.南京航空航天大学2006
- [7].微细电解加工实验研究[D]. 王明环.南京航空航天大学2007
- [8].发动机叶片高精度电解加工阴极设计系统及实验研究[D]. 王蕾.南京航空航天大学2006
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