Micro electrical discharge machining of small hole in TC4 alloy

Aiming at machining deeply small holes in TC4 alloy,a series of experiments were carried out on a self-developed multi-axis micro electrical discharge machining(micro-EDM)machine tool.To improve machining efficiency and decrease relative wear of electrode in machining deeply small hole in TC4 alloy,many factors in micro-EDM,such as polarity,electrical parameters and supplying ways of working fluid were studied.Experimental results show that positive polarity machining is far superior to negative polarity machining;it is more optimal when open-circuit voltage,pulse width and pulse interval are 130 V,5μs and 15μs respectively on the self developed multi-axis micro-EDM machine tool;when flushing method is applied in micro-EDM,the machining efficiency is higher and relative wear of electrode is smaller.

不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法

针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时域上提取能够反映波形动态变化特性的23个特征量,并利用高斯核Fisher判别分析(GKFDA)与最大信息系数(MIC)法从中选择最优表达特征组;最后,提出基于遗忘因子的在线顺序极限学习机(FOS-ELM)算法实现生命体触电行为的鉴别。实验结果表明,所提方法利用不均衡小样本触电数据集就可以训练出一个优秀的分类模型,诊断准确率可达98.75%,诊断时间仅为1.33 ms。其优良的性能结合在线增量式学习分类器设计,使得模型具备新知识学习能力,具有极好的工程应用前景。

双馈虚拟同步机快速励磁控制和功角补偿策略

针对以激磁电势为目标控制电压的双馈虚拟同步发电机策略下运行功角大而带来的功率耦合问题,提出采用快速励磁控制消除功角扰动对无功控制的影响,采用功角补偿消除激磁电势扰动对功角有功控制的影响的功率解耦方案。在分析双馈电机数学模型及双馈虚拟同步机整体控制策略的基础上,构建计及无功控制环节的双馈虚拟同步机小信号模型。通过分析无功环节PI控制器参数对功角稳定性的影响,设计快速励磁控制策略。通过分析无功扰动与功角变化的关系,确定功角补偿传递函数。设定风速扰动、电网频率扰动和电网电压扰动3种不同工况进行验证。结果表明:所提控制策略可有效避免双馈虚拟同步机大功角运行时有功功率控制和无功功率控制间的相互影响,实现功率解耦。

基于可编程逻辑控制器(PLC)的专用组合机床电气控制系统

对原有DU型组合机床的电气系统进行改造,分别对其主电路、液压回转工作台控制线路和液压动力头控制线路进行原理分析,确定其所要追加的功能.首先,选择可编程逻辑控制器(PLC)的型号和扩展模块,对PLC接口资源进行分析与分配;其次,完成控制面板的设计,按照功能分配各个按钮的位置;最后,完成控制系统的编程.PLC对机床改造程序分为两个模块,即自动运行模块和手动调试模块,针对两个模块进行编程并进行程序仿真,改造后的机床可以实现四工位组合机床的自动化生产以及工作人员对机床的手动便捷调试.

短电弧-电解复合加工深小孔间隙流固耦合特性研究

针对深小孔结构加工存在的质量要求高、孔径小、数量多、加工难度大等问题,提出了短电弧-电解复合加工深小孔的方法。短电弧-电解复合加工具有不受材料影响、加工效率高以及表面质量好等优点,但由于深小孔加工阴极柔性大,加工易震颤且电弧放电能量大会引起排屑不畅、短路、二次放电问题。针对上述问题,对短电弧-电解复合加工深小孔间隙流固耦合特性展开研究。从间隙流场角度出发,研究了不同进给速度以及不同加工深度下间隙流场的运动特性,并设计实验验证仿真结果。结果表明:在一定范围内,短电弧-电解复合加工进给速度越快,极间介质平均运动速度越快,颗粒分布越均匀,排屑效果越好,因此通过增加进给速度可以促进排屑,提高短电弧-电解复合加工的稳定性。

电动变频坡口机节能降耗探索实践

油田生产中小口径带坡口的管件需求量大,传统制作方式存在运送距离远、加工周期长、成本高的问题,坡口机是管材或平板在焊接前端进行倒角坡口的专用装置,目前石油企业进行工艺流程预制、更换管段、成品加工、员工技能培训等都需要用到坡口机,电动变频坡口机利用变频器调节频率控制电动机转速,通过减速器实现减速增扭,再由气割枪对加工部件加热吹透,形成坡口,实现不同型号、不规则管件坡口,可批量加工。应用电动变频坡口机后,平均操作时间由原来的8 min降至2 min,通过变频器调速节约用电4 kWh/次,节电率16%,操作人员由原来的3人减少至1人,优质率提升至100%,工作效率提高两倍,年累计创效18.25万元。

基于PLC的专机进给系统改造应用

购买数量众多的全新数控机床需要花费大量资金,因此把普通机床改造为数控机床成为一条提高数控化率的有效途径。本文提供一种专用机床的进给系统改造方案,将原有的液压系统进给改造成“伺服电机+减速机”的控制方式,并配合机床电箱改造,增加可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)进行控制,实现老旧设备的再利用,从而达到节省支出成本、提高加工效率的目的。以专机的电箱和进给系统改造为例,介绍专机改造方法,包括进给系统的机械结构改造和电气改造设计,并验证了改造结果。

《微特电机》课程的教学与实践

《微特电机》是电气工程及其自动化专业的一门专业课。为提高教学质量,培养高素质复合型人才,本文从教学内容、方法、手段以及实践环节几方面提出了《微特电机》课程建设的改革与实践。主要措施有:增加预备知识;引入最新科研成果,丰富教学内容;将多媒体技术与黑板书写相结合;引入现场直观教学,提高学生的参与性;开放实验室,培养研究分析的能力;加强实习训练,增强动手能力。实践表明,学生学习微特电机的积极性和主动性提高,激发了创新思维,取得了较好成效。

《电机学》课程教学改革探讨与实践

本文介绍上海电力学院电力工程系《电机学》课程综合改革的措施及其实施 。

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.

分流法小孔电火花加工与试验

介绍了一种等面积分流小孔电火花加工方法,分析了等面积电极放电的电火花加工过程,研究了在等面积电极条件下,等面积单电极与分流多电极加工对加工速度、电极损耗、放电间隙的影响并进行了验证性试验。研究结果表明:小孔分流法加工与单电极加工相比,加工速度略有减小、放电间隙略有变小、电极损耗略有增加,加工效果具有一致性,而且分流法电火花加工有利于小孔电火花加工的尺寸控制。通过等面积分流法改变加工工艺,用电火花机床稳定加工参数进行了比机床稳定加工临界值尺寸还小的小孔加工,试验中采用单电极1mm×1mm(总面积为1mm2)的稳定加工指标,进行等面积分流为3个电极0.577mm×0.577mm(总面积为1mm2)的小孔加工,获得了稳定电火花加工的0.6mm×0.6mm小方孔,表明提出的方法是一种有效的小孔电火花加工方法。

特种加工技术的新进展

特种加工技术是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能、特殊机械能或复合能来实现材料切削的加工方法,是难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工中的重要工艺方法。介绍了特种加工的技术特点,分别论述了电火花加工、电化学加工、高能束流加工、物料切蚀加工和复合加工技术特点与最新进展,并预测今后特种加工的发展方向,最后给予特种加工技术展望。

电火花小孔加工速度的工艺试验研究

简述电火花小孔加工试验原理及系统构成,并分析了工件材料的热物理系数、平均功率及脉冲宽度等参数对电火花小孔加工速度的影响,为实际应用提供了重要参考。

硬质合金小孔电火花加工的实验研究

在DZW-10微细电火花加工实验机上进行了硬质合金YG8、YT5等难加工材料的小孔加工实验,研究了电容及电压等电参数对加工速度、电极损耗率、小孔孔径扩大率等加工工艺指标的影响,分析了电参数对加工性能的影响机理,并在所设实验条件下得到了具有最佳加工性能的电参数.结果表明:合理配置加工电参数,尤其是电容值,可以显著改善硬质合金难加工材料的加工工艺性能.研究可以为其它难加工材料的电火花加工提供具体工艺参考及理论指导.

钛合金小孔电火花加工有限元仿真研究

为有效地预测钛合金材料电火花小孔加工的体积去除率,利用有限元法建立了单脉冲电火花加工钛合金小孔的数学模型。模型考虑了诸多因素:高斯热源模型、能量分配率、随放电时间变化的放电半径以及熔融潜热。应用生死单元法模拟出去除体积形貌图,然后计算出单脉冲去除体积。采用K1C高速小孔机加工钛合金小孔,记录加工时间,利用称重法得出加工前后重量,从而算出单脉冲体积去除率。验证实验得出,实际加工单脉冲体积去除率和模拟结果的误差小于10%,结果表明,仿真模型可较准确地预测体积去除率,为指导电火花加工钛合金小孔提供了依据。

小孔加工电火花脉冲电源实验研究

针对传统脉冲电源普遍存在的电能利用率低、电阻发热严重、散热设备庞大等问题,提出了一种取消限流电阻的电火花脉冲电源结构。电源由PWM控制器、DC/DC变换器、加工脉冲时序发生器等组成。电源本身具有自动调节输出电压的功能,可实现空载击穿电压、脉冲宽度、脉冲间隔独立可调,取消了体积庞大的工频变压器。通过多次小孔加工实验获得了脉冲电源加工过程中电极损耗率、小孔椭圆度以及单边放电间隙等和电源稳定性相关参数的数据曲线,所得数据表明电源具有较好的加工稳定性和可靠性。

人造肌肉及其在未来微特电机中的应用

介绍了一类新型智能材料-人造肌肉,概述了人造肌肉ElectroActivePloymer(EAP)的特性和致动机理,引述了人造肌肉在微特作动器中一些应用实例,最后指出了人造肌肉在未来微特电机中的应用前景。

用正交试验分析电参数对小孔圆柱度的影响

为实现电火花加工小孔圆柱度误差的合理控制,通过工艺试验研究了放电参数与小孔圆柱度间的规律。提出了多截面直角坐标测量方法,用线切割对已加工小孔的工件进行轴向和径向切割,以产生反映小孔特征的母线基准和圆基准;然后,用万能工具显微镜对这两个基准上的特征点进行测量,最终实现小孔圆柱度的定量评定。在此基础上,采用正交试验研究了放电参数(开路电压、电流,脉宽,脉间,抬刀周期)对小孔圆柱度的影响。结果表明,脉宽对圆柱度的影响最为显著,开路电压次之,其余3个参数的影响较弱;实验获得了以圆柱度误差最小为评价目标的一组放电参数:开路电压110V,电流0.6A,脉宽150μs,脉间120μs,抬刀周期1+2s。验证实验得到了平均半径为0.30184mm的小孔,其圆柱度误差为0.021mm,说明用该方法控制电火花加工小孔的圆柱度是有效的。

可测量潜在故障模式的特种设备可靠寿命预测

由于失效样本少,传统的可靠性分析方法并不适用于特种设备的寿命预测.根据产品研制阶段的实验数据和同类产品的相关历史记录确定可靠性评估的验前信息.结合小样本现场试验数据,应用Bayes方法融合产品的验前信息和现场信息,得到产品寿命的验后分布,进而建立产品可靠寿命的预测模型.以桥式起重机为例,针对具有可测量退化量的潜在故障模式——主梁下挠超标,推导了主梁两阶段可靠寿命的退化规律,得出了在给定可信度下主梁从下挠值为0至发生潜在故障和发生潜在故障后继续使用至发生功能故障的工作时间,进而为主梁的检测和维修提供理论基础.该研究对于缺乏大样本试验数据的特种设备的可靠寿命预测与风险预防具有借鉴意义.

无静摩擦力矩的无刷直流力矩电机

提出了一种电枢上无铁芯的无刷直流力矩电机,该电机无静摩擦力矩。推导出了这种电机的电流、力矩和反电势等参数的计算公式,给出了这种电机的合理设计方法,然后按提出的设计公式和设计思路设计了一种新型力矩电机—无静摩擦力矩的无刷直流力矩电机。对该电机的实际测试表明,该力矩电机不仅无静摩擦力矩,而且还有电气时间常数小、力矩系数大、功耗低、制造工艺简单等优点,同时也证明了文中给出的计算方法是正确的。