具有半导体特性的往复走丝电火花线切割研究

针对超高厚度切割、细丝切割、金属基陶瓷复合材料切割等一系列具有半导体特性的电火花线切割,提出一种具有半导体特性的电火花加工理论体系。其实质是:由于工件、电极丝或者两者已具有不可忽略的电阻,从而具有了半导体特性,已不能将其作为传统电火花加工中的等势体对待。分析了半导体特性下的往复走丝电火花线切割的加工特征及采用传统电火花线切割加工伺服控制方法失效的原因,提出了使用辨识度更高、基于电流脉冲概率的检测来判断极间的加工状态;同时为了做到长久稳定切割,对于往复走丝时正反向走丝差异明显的工况,应采用正反向不同的伺服控制策略。

CBN-WC-10Co刀具材料的电火花线切割机理

采用电火花线切割方法对CBN-WC-10Co刀具材料进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)观察了切割试件截面和表面的显微形貌并进行了成分分析。从微观角度分别研究了CBN颗粒和硬质合金基体的材料去除机理,分析了CBN-WC-10Co刀具材料的电火花线切割热损伤情况。研究结果表明:CBN-WC-10Co刀具材料的电火花线切割材料去除机理主要是通过放电通道产生的高温使材料局部区域熔化或者气化,在放电爆炸力作用下被抛出熔池,同时放电爆炸力使部分CBN颗粒直接从硬质合金基体脱落,形成凹坑;黏结剂金属钴因其导电性好、熔点和沸点低而容易被过量去除,导致WC颗粒因失去支撑结构而从表层脱落,且放电通道内产生的爆炸冲击波也会造成WC边缘局部碎裂。

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。

嵌入式控制系统在快走丝线切割机床中的应用

以线切割机床控制系统为平台,论述了一种利用嵌入式控制器实现的机床分时控制系统。通过工业PC与控制器之间的PCI总线通讯及相应控制软件实现双CPU控制,各自承担不同性质的控制功能。控制器采用DSP作为CPU,结合外围CPLD等元件进行高实时性控制,上位机工业PC承载低实时性操作系统,着重从软件结构角度讨论了如何实现工件加工和人机交互功能的分时控制。

MS-WEDM工作液智能控制系统装置研制

根据高速走丝电火花线切割机床(具有多次切割功能)的加工特点,研制工作液智能控制系统装置。该装置由STC89C52RC单片机、工作液电导率信号采集器、电磁阀和继电器等组成。阐述了控制装置的结构与功能、硬件控制方案、机床信号转换电路和报警电路等。该装置可直接安装在现有的高速走丝电火花线切割机床上,通用性好,且控制可靠性高,能够满足高速走丝电火花线切割机床对工作液智能控制的要求。

电火花线切割电极丝动态特性研究

电火花线切割是精密与特种加工重要组成部分,影响线切割加工精度的因素很多,而各种因素对加工精度的影响最终都以电极丝动态形式表现出来。传统电极丝稳态控制方法是降低走丝速度,但同时也降低了加工效率,所以旨在解决高精度和低效率问题的电极丝动态特性一直是全世界学者研究的焦点。本文中分3个方面介绍了电火花线切割电极丝动态特性研究现状:振动模型、热模型和稳态控制,并对现有研究中存在的主要问题及研究方向进行了阐述。

对电火花数控线切割机床的改造和应用

介绍了对数控线切割机床增加一个回转轴的改造方法 ,及如何利用新增加的回转轴来进行加工 ;通过改造 ,利用数控线切割机床新增加的回转轴 ,不仅可以加工大锥度的圆台 。

双槽电火花线切割机床电气系统研制及工艺研究

针对连杆裂解加工中双应力槽同步加工线切割机床结构和功能特点,设计了1套集成控制系统,在自行研制的电火花脉冲电源基础上,通过设计的人机界面实现对脉冲电源以及PLC的集成控制;介绍了机床的结构、运动控制模块、脉冲电源模块以及模块之间的集成控制。通过相关实验探讨了各参数对加工连杆裂解槽槽宽的影响。

基于往复渐进运动控制的硅材料电火花线切割

硅材料的特殊电学特性使得传统的电火花线切割伺服控制系统所采用的放电状态检测方法失效。为此提出了一种采用"进给-后退-再进给"运动方式的往复渐进自适应控制方法。阐述了往复渐进自适应进给原理与运动控制流程,分析了通过往复渐进运动能够弱化换向纹的机理,并结合在线检测技术、预测控制及模糊控制理论实现了进给速度以及放电电流阈值等重要运动控制参数的自适应调整。在自主开发的伺服控制系统上进行了硅材料电火花线切割实验,结果表明所提出的新方法切实可行,具有较强的自适应控制能力与明显的弱化换向纹的效果。

基于NURBS插补的线切割开放式数控系统研究

根据电火花线切割与数控加工的特点,设计并开发了一种开放式电火花线切割数控系统,使得开放式体系结构控制(OAC)能够应用于电火花线切割。电火花线切割机床与数控铣床在进给运动方面相似,但在控制策略上存在差异。为了解决OAC与电火花线切割之间的不兼容问题,提出了一种由同步内核和数控功能模块组成的电火花线切割开放式数控模型;设计了一种精确的非均匀有理B样条插值函数,将其应用于现有的商业电火花线切割系统中,并在该系统中加入一个非均匀有理B样条插值器,进行了系统功能的集成测试。试验结果验证了上述方法的有效性。

PCI-9846高速数字化仪在电火花放电特性测试中的应用

针对电火花放电间隙状态变化特性的检测与分析等问题,利用凌华PCI-9846四通道高速数字化仪建立了测量系统,讨论了电火花加工放电间隙放电特性测量方案,测量了不同加工状态下放电间隙两端的电压波形和电流波形,分析了空载、正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下的电压波形特征及其特征参数。研究结果表明,正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下间隙电压的阈值范围不同,且与加工电流有关;在设计伺服控制器时,应根据电源电压、加工电流、工件材料等来动态修正电压阈值。

MS-WEDM工作液智能控制系统设计与实现

根据具有多次切割功能的高速走丝电火花线切割机床加工特点和其工作液智能控制装置,完成了工作液智能控制系统的结构设计。根据工作液智能控制流程和单片机STC89C58RD+的工作特点,运用C语言编写了各模块初始化程序、A/D转换程序、温度采集程序、串口屏显示程序、自动换挡程序及电磁阀控制程序等。经软、硬件调试,该控制软件能实现对MS-WEDM工作液智能控制系统的控制。

线切割中的尖角保护功能

阐述了电火花线切割加工的角部精度问题产生的原因及其影响因素,通过分析,提出了几种尖角保护措施,并说明了它们在数控线切割中适用的场合.

数控电火花线切割实验CAI仿真运行的实现

本文首先根据数控电火花钱切割的步骤和特点，给出了实验CAI课件的总体运行菜单，着重介绍了如何利用VisualBasic语言实现仿真运行的具体方法和程序框图。

基于微PCD刀具的微结构成型制造与应用

本文提出一种基于微聚晶金刚石(PCD)刀具的微结构快速车削成型制造方法.首先利用电火花线切割加工(WEDM)放电蚀除技术实现了微PCD刀具的精密切割成型制造.在WEDM过程中对线切割丝的运动轨迹、电火花加工间隙及加工能量进行了研究分析以提高微切削刀具的制造精度.随后将微PCD刀具安装到精密车削系统,通过铝合金的微车削实验验证了本文所提出的微结构快速成型制造方法的可行性.最后对微刀具的磨损形态进行了实验分析.在微车削过程中,刀具切削刃无明显磨损和破坏,而工件材料粘结于刀具前刀面是造成微结构加工精度降低的主要因素.本文所提出的微细制造技术有望成为微结构快速、大批量生产的潜在工业应用.

多工位同步加工电火花线切割机床研制

在民用和军工领域存在许多环状工件需要分块切割,但现有电火花线切割加工方法效率低、内应力大,通过发明、制造了一种圆形多工位同步加工的电火花线切割机床,采用一根电极丝在机床不同位置,对环状工件同步进行径向切割。介绍了机床总体结构设计、电源研制、控制系统开发,并通过工艺试验验证了机床的可行性。

我国中走丝线切割机的发展

介绍了中走丝线切割机的来由,指出中走丝线切割机并非是它的走丝速度介于高速走丝与低速走丝之间,而是能实现无条纹切割和多次切割,加工质量优于普通高速走丝线切割机,较详细论述了往复式高速走丝线切割机实现多次切割应具备的条件以及可满足级进模加工所需的闭环控制中走丝线切割机工艺效果。

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。

往复走丝电火花线切割机床恒张力机构的形式及发展趋势

往复走丝电火花线切割机床要获得高精度、高效率、高表面质量的切割水平,除了需要高效智能的脉冲电源外,还必须具备稳定可靠的恒张力装置,以保证高速往复运行的电极丝始终保持恒定的张力。通过结构对比,浅析了几种恒张力控制机构的特点及应用现状,并阐述了智能化恒张力控制技术的发展前景。

嵌入式电火花线切割CNC系统多核任务分配研究

电火花线切割(WEDM)电脑数控(CNC)系统具有多任务并发、周期执行的特点,且有较强的实时性要求。针对线切割工艺需求以及CNC系统硬件结构,对线切割CNC系统进行任务分析,对多核任务分配问题建立抽象模型描述;根据任务执行频率等自身属性,结合模糊综合评价法量化任务执行开销与通信开销;引入处理器负载约束,改良模拟退火法实现任务分配寻优,弥补了常规任务分配算法不考虑任务周期性的缺点。实验结果表明:多核任务分配模型经改良模拟退火寻优后,可快速收敛到最优分配方案,同时兼顾线切割CNC系统多任务并发和周期执行的要求,能够充分发挥处理器的多核运算能力。