高低双速走丝电火花线切割工艺试验研究

阐述了高低双速走丝电火花线切割机的设计概念、实现方式和特点。通过一次高速走丝大能量切割、多次单向低速走丝切割并加大电极丝张力等措施,与高速走丝多次切割(中走丝)方式进行了对比试验。结果表明高低双速走丝的切割精度、腰鼓形均比中走丝切割方式有明显改善,而表面粗糙度值则略有提高。

低速单向走丝电火花线切割钛合金TC4表面粗糙度试验研究与建模

低速单向走丝电火花线切割在钛合金加工领域有着不可替代的作用和地位,但微观放电的复杂性决定了其难以建立有效的表面粗糙度数学模型,同时现有机床系统中并没有针对钛合金材料的加工参数。以钛合金TC4为试验研究对象,采用Design-Expert设计Box-Behnken试验并通过三维轮廓仪和扫描电子显微镜对加工后的表面形貌、功率频谱和重熔层进行分析。观测结果表明:电火花加工表面没有明显纹理,为各向同性,不同于磨削加工表面;当峰值电流为40 A,开路电压为100 V,脉冲宽度为18μs时,裂纹延伸至TC4基体。利用响应曲面法通过模型选择和显著性检验得出三维表面粗糙度的2阶数学模型,能正确地映射出低速单向电火花线切割钛合金的工艺规律。为了提高模型预测精度和泛化能力,引入BP神经网络建立组合模型,试验验证结果表明:样本内相对误差均值由4.33%降低到3.26%,样本外相对误差均值由13.31%降低到8.50%,为电火花加工工艺仿真提供新的方法和途径。

往复走丝电火花线切割高效低损耗切割研究

目前，高速往复走丝电火花线切割最高切割效率已突破200mm^2／min，传统脉冲电源靠单纯提高脉冲能量来增加切割效率会导致钼丝损伤大、损耗加剧，短时间内就可能出现断丝。从脉冲电源的放电波形分析入手，分析了传统脉冲电源和高效低损耗脉冲电源的差异。研究认为，采用阶梯脉冲合理控制放电电流的前后沿，在加工中对非正常放电脉冲及时切断以减小对电极丝造成的损伤及损耗，采用等能量脉冲方式提高放电利用率等措施能大大提高切割效率，改善切割表面粗糙度，在切割效率190～200mm2／min条件下能实现长期稳定切割。

慢走丝电火花线切割加工中恒张力控制系统设计

文章针对慢走丝电火花线切割加工中遇到的诸多难题,提出利用恒张力控制系统的解决方案,给出了完整的系统构成和软硬件平台。该系统以单片机为核心,可自动控制伺服电机对线切割加工过程进行随动响应,实现恒张力控制;实验表明,该系统运行可靠,响应速度快,可以有效解决断丝问题和抑制电极丝的丝振幅值,并提高加工质量。

基于响应曲面法电火花线切割回转零件实验研究

以低速走丝电火花线切割加工回转铜钨合金(Cu W70)试件为研究对象,采用Design-Expert软件设计Box-Behnken实验,利用响应曲面法分析得出不同速度参数对工件表面粗糙度及材料去除率的影响规律,并得出兼顾加工效率与表面质量的最优工艺参数组合.结果表明,速度参数对表面粗糙度影响的主次关系为工件转速>进给速度>走丝速度;对材料去除率影响的主次关系为进给速度>工件转速>走丝速度.多目标参数优化得出:当工件转速为46 r/min,进给速度为1.0 mm/min,走丝速度为45 mm/s时,表面粗糙度达到0.882μm,材料去除率达到0.625 mm3/min.

慢走丝线切割机床丝架的热误差建模

慢走丝线切割机床上下丝架的误差受环境温度影响变化较大,且其相对位置的改变直接造成电极丝的位姿发生变化,从而使加工精度降低.针对某大型慢走丝线切割机床,用旋量理论建立其理论热误差模型,采用有限元的方法计算在环境温度改变时上下丝架在x、y、z方向上的变形量,并用MATLAB处理得出电极丝位姿在笛卡儿坐标系中的变化情况.构建实验平台实测不同环境温度下线切割机床上下丝架的热变形,基于径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络的M-RAN算法建立热误差模型.结果表明:该误差模型残差小于1μm,可以良好地反映出热误差分布及变化的规律.

慢走丝研究现状

根据慢走丝的技术特点,从以下6个方面对其研究现状、技术发展水平及目前存在的主要问题进行了分析:参数优化、仿真分析、加工过程的监测和控制、复合工艺、脉冲电源和轮廓精度控制。最后,结合慢走丝的研究现状和发展趋势对其未来发展进行了展望。

慢走丝线切割SKD11试验研究及其参数优化

选取冲模应用较为广泛的SKD11为试验材料,在慢走丝线切割机床上以脉冲宽度、脉冲间隔、伺服电压、伺服速度、走丝速度为试验变量,设计了5因素4水平的正交试验,用于探究实际生产用的切割速度、表面粗糙度、加工精度工艺指标的影响规律,采用灰色关联度法对多工艺指标进行参数优化组合。试验结果表明:脉冲宽度是影响切割速度、表面粗糙度、加工精度的主要因素,经过优化后的参数组合,可以在保证较高切割速度86.90 mm^(2)/min、较低表面粗糙度值Ra2.612μm的同时,实现加工精度5μm以内的SKD11慢走丝线切割。

慢走丝线切割加工对Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的影响

采用液压万能试验机研究了慢走丝线切割加工对Ti(C,N)基金属陶瓷——Ti(C,N)-7%WC-20%Ni-7%Mo的抗弯强度影响。采用SEM、EDS对切割表面形貌和成分,以及变质层的显微组织进行了观察和分析。结果表明,慢走丝线切割加工造成了明显的电蚀变质层,显著降低了试样的抗弯强度,增大了强度散差。变质层的组织中存在大量微裂纹、孔洞、晶粒脱落等显微缺陷。

桌面型往复慢走丝电火花线切割机床试验研究

机床的微小型化已经成为目前机械加工领域研究的热点之一,根据不同的加工对象及应用条件,研制出各式各样的微小型机床,可以实现经济型加工,具有节省空间、能源和资源的优势,并且还可以应用于教学教育中,提高学生的参与度。结合电火花线切割的加工优势研制了一种桌面型往复慢走丝电火花线切割机床,设计了机床的基本结构,构建了PID恒张力运丝系统和开环运动系统。开展了不同类型的加工对比试验,证明该机床具备良好的整体精度,可完成不同要求的高质量加工任务。

慢走丝线切割技术中添加铝粉对放电加工影响

文章主要开展在慢走丝线切割工作介质煤油中添加铝粉对线切割放电加工的影响研究.以材料去除率、扩槽量和表面粗糙度这3种主要加工参数为分析的基准.实验结论表明,当煤油工作介质添加适量铝粉后,放电加工材料去除率得到提高,扩槽量增加,粗糙度得到改善.通过扫描电子显微镜进一步观测发现,添加铝粉后的表面粗糙度,比未添加铝粉粗糙度值变小;原本不平整的表面,添加铝粉后,表面不但比较平整且放电坑变得小而浅.因此在慢走丝切割技术中根据需要适度添加铝粉可以提高材料加工质量.