微细电火花加工系统及其工艺技术

开发了一套微细电火花加工系统,该系统不仅能加工微细轴、微细孔,还能实现微三维结构的微细电火花加工。研究了针对该系统的微细电火花加工工艺技术,研究了放电电压、放电电容等工艺参数,主轴转速,以及工作液介质对微细电火花加工效率、相对电极损耗率的影响规律。采用旋转削边电极技术大大提高了进行大深径比微细孔加工时的加工效率。进行了大量的加工实验,加工出了最小直径为6μm的微细轴以及最小直径为10μm的微细孔;通过对电极损耗的在线补偿策略研究,实现了微三维结构的加工,加工出了外径为4mm、具有24个叶片的微型涡轮盘及具有微三维结构的微细梁,充分证实了该系统的广泛适用性。

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12μm的微细轴和25μm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。

电蚀产物对微细电火花电极形状损耗影响的实验研究

针对微细电火花加工技术特点,开展电极形状损耗形成机理的研究,设计了开放状态微细电火花加工实验方法,实现电蚀产物浓度的改变;通过实验对比不同加工状态下微细电火花加工电极形状损耗变化、工件表面微观形貌和重熔层情况,系统研究不同电蚀产物浓度作用下电极形状损耗的影响规律;分析微细电极形状损耗的影响机制,总结内凹坑形状变化与电蚀产物的内在关系。研究成果为实现微细电极的形状控制提供了一定的实验及理论依据,达到了提升微细电火花加工质量和加工稳定性的目标。

微细电火花小孔加工过程仿真

微细电火花小孔加工过程中存在的电极损耗问题,严重影响了孔的加工精度。以单脉冲放电理论为基础,改进了微细电火花小孔加工过程的仿真模型,对工具与工件加工形状的变化过程进行了仿真研究。与实验结果相比,模型能较好地预测电极损耗及其对工件形状精度的影响,从而为进一步研究电极离线补偿提供了一种经济、可行的方法。

复杂形状零件的微细电火花加工

介绍了将LIGA技术与微细电火花加工技术相结合来实现复杂形状微细结构的加工;初步探讨了复杂形状微细结构的加工工艺,获得了优化参数,试制出典型的复杂微细形状构件。

微细电极形状损耗分类预测及控形方法分析

为实现微细电火花孔加工的电极形状损耗形式的分类预测,选择SVM支持向量机、BP神经网络、Logistic回归、KNN临近算法四种典型的分类算法,分别建立了微细电极损耗形式的分类模型,并根据分类情况,结合理论分析,探讨了形状控制的一般方法,同时设计了验证实验。结果表明:Logistic回归模型最为合适,能较好贴合实验数据;在小的脉冲能量下选取大的脉冲宽度有利于实现电极的均匀损耗,且此种方法具有一定的通用性。研究成果初步实现了微细电极的形状预测与控制,对提高微细电火花加工精度具有一定的指导意义。

异型特微细孔电火花加工机床研究

用普通的机械加工方法加工微孔时质量难以保证,采用RC脉冲发生器能控制脉宽,降低电脉冲能量,再通过切削、磨削和压制的方法,离线制备电火花工具电极,选择合理的电加工参数,在加工伺服阀套方孔、阀芯异型孔、沟槽、微细栅网、打印机喷头材料上具有高效率、高精度、低损耗和自动化。