基于IMAC400的超声振动辅助电弧加工控制系统设计及优化
发布时间：2021-12-23 21:35
随着硬脆材料应用越来越广泛,电弧加工的应用范围也越来越广泛。电弧加工具有放电能量大、材料去除率高、能量利用率高等优点。电弧加工放电过程中,击穿电流大,放出的热量也多,放电间隙小,放电过程极不稳定,加工所得材料表面粗糙度相对较大,加工效果并不好。加入超声振动辅助作用可以改善电弧加工放电状态。高级数控系统对于超声振动辅助电弧加工的稳定性与效率影响很大。本文主要研究超声振动辅助电弧加工控制系统。本论文对超声振动辅助电弧加工机理进行了研究。将电弧加工分为放电通道形成、电极材料抛出、极间介质的消电离三个阶段,以方便探究电弧加工机理。从超声振动对电弧加工放电状态及对材料去除率的影响分析超声振动对电弧加工的辅助作用。搭建了基于IMAC400的超声振动辅助电弧加工平台并进行了测试。确定了超声振动辅助电弧加工平台整体结构。对加工平台各个零件进行了设计与分析,确定加工平台各个零件分布、连接方式及尺寸。确定超声振动辅助电弧加工平台的系统控制方式,设计了控制电路,确定了输入与输出信号及其电路连接。优化了运动控制算法,设计了RBF-PID控制器,提高了加工平台控制系统的精度和稳定性。通过仿真实验,证明了RBF-...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２超声加工示意图??
在超声振动作用力下加速连续撞击加工零件表面［１６］，使加工零件被加工下来。在??这个过程中，超声振动使得工作液产生的液压正负冲击波和空化作用，加剧了机??械破坏作用［１７］。超声加工示意图如图１－２所示。??超声发生器电源?超声发生＃?—￣??＼?＾??——Ｖ?１?加工工具??＼?／?磨料射流??－??〇〇??图１－２超声加工示意图??既然超声加工是基于磨料悬浮液对加工零件的撞击作用，所以零件的脆性越??高，硬度越高，受到的作用力越大根据这个原理可以选取适合的材料作为加??工工具，４５钢作为加工工具材料较为良好。??超声加工具有以下特点。??（１）
能量被聚焦在一点，产生大量热量，使加工零件瞬时气化、液化，伴??随着加工材料相态的改变，工具电极附近的加工材料将被抛出，从而达到加工效??果，这其中介质的流动也会对加工材料抛出产生影响，电弧加工原理图如图２－１??所示。图２－２为超声振动辅助电弧加工平台加工示意图。??工具电极??？?＾?？？?＋?抛出屑??热解产物??脉冲电源?？?？?＾／放电３８道??￣?￣Ｉ?Ｕ?／／?加工零件??／／／／／／／＂／／＂／／／／／／／／??图２－１电弧加工原理图??Ｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ROLS算法的递归RBF神经网络结构设计[J]. 乔俊飞,马士杰,杨翠丽. 化工学报. 2018(03)
[2]二维精密气浮运动平台控制系统稳定性研究[J]. 朱小刚,马平. 机械设计与制造. 2017(08)
[3]微细电火花放电通道自身磁场仿真研究[J]. 彭子龙,钱雪立,张艺耀,李一楠. 电加工与模具. 2016(05)
[4]基于模糊PID短电弧铣削加工进给运动控制[J]. 柳雅琪,周建平,许燕. 制造技术与机床. 2016(10)
[5]碳纤维增强复合材料加工技术研究进展[J]. 刘树良,陈涛,魏宇祥,吴超群. 航空制造技术. 2015(14)
[6]超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究[J]. 李铠月,张云鹏,杨光美,闫妍. 电加工与模具. 2013(06)
[7]基于可编程运动控制器的电火花加工高速抬刀控制系统[J]. 梁速,赵万生,康小明. 上海交通大学学报. 2012(09)
[8]多轴联动电火花加工数控系统开发[J]. 黄海鹏,迟关心,王振龙,孟凡新,陈济轮,张昆. 计算机集成制造系统. 2010(02)
[9]旋转超声加工技术研究进展[J]. 郑书友,冯平法,徐西鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
[10]超声加工技术的发展及其在航空航天制造中的应用潜能[J]. 郑书友,冯平法,吴志军,郁鼎文. 航空制造技术. 2009(13)
博士论文
[1]高速电弧放电加工的工艺特性研究[D]. 徐辉.上海交通大学 2015
[2]超声振动—气体介质电火花复合加工技术及机理研究[D]. 徐明刚.山东大学 2007
硕士论文
[1]超声振动辅助电弧加工控制系统的研究[D]. 李旻瑄.北方工业大学 2018
[2]超声振动辅助电弧加工技术及机理[D]. 黄文勇.北方工业大学 2017
[3]硬脆非导电材料精密切割技术与装备的研究[D]. 李娟.山东理工大学 2010
[4]数控机床定位精度研究[D]. 周红力.湖南大学 2008
[5]基于PC的开放式数控系统的研究与开发[D]. 王悦善.重庆大学 2008
[6]基于气体介质的超声振动辅助放电铣削加工技术仿真研究[D]. 张琪步.山东大学 2006
本文编号：3549232
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２超声加工示意图??
在超声振动作用力下加速连续撞击加工零件表面［１６］，使加工零件被加工下来。在??这个过程中，超声振动使得工作液产生的液压正负冲击波和空化作用，加剧了机??械破坏作用［１７］。超声加工示意图如图１－２所示。??超声发生器电源?超声发生＃?—￣??＼?＾??——Ｖ?１?加工工具??＼?／?磨料射流??－??〇〇??图１－２超声加工示意图??既然超声加工是基于磨料悬浮液对加工零件的撞击作用，所以零件的脆性越??高，硬度越高，受到的作用力越大根据这个原理可以选取适合的材料作为加??工工具，４５钢作为加工工具材料较为良好。??超声加工具有以下特点。??（１）
能量被聚焦在一点，产生大量热量，使加工零件瞬时气化、液化，伴??随着加工材料相态的改变，工具电极附近的加工材料将被抛出，从而达到加工效??果，这其中介质的流动也会对加工材料抛出产生影响，电弧加工原理图如图２－１??所示。图２－２为超声振动辅助电弧加工平台加工示意图。??工具电极??？?＾?？？?＋?抛出屑??热解产物??脉冲电源?？?？?＾／放电３８道??￣?￣Ｉ?Ｕ?／／?加工零件??／／／／／／／＂／／＂／／／／／／／／??图２－１电弧加工原理图??Ｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ROLS算法的递归RBF神经网络结构设计[J]. 乔俊飞,马士杰,杨翠丽. 化工学报. 2018(03)
[2]二维精密气浮运动平台控制系统稳定性研究[J]. 朱小刚,马平. 机械设计与制造. 2017(08)
[3]微细电火花放电通道自身磁场仿真研究[J]. 彭子龙,钱雪立,张艺耀,李一楠. 电加工与模具. 2016(05)
[4]基于模糊PID短电弧铣削加工进给运动控制[J]. 柳雅琪,周建平,许燕. 制造技术与机床. 2016(10)
[5]碳纤维增强复合材料加工技术研究进展[J]. 刘树良,陈涛,魏宇祥,吴超群. 航空制造技术. 2015(14)
[6]超声振动磨削放电复合加工SiCp/Al试验研究[J]. 李铠月,张云鹏,杨光美,闫妍. 电加工与模具. 2013(06)
[7]基于可编程运动控制器的电火花加工高速抬刀控制系统[J]. 梁速,赵万生,康小明. 上海交通大学学报. 2012(09)
[8]多轴联动电火花加工数控系统开发[J]. 黄海鹏,迟关心,王振龙,孟凡新,陈济轮,张昆. 计算机集成制造系统. 2010(02)
[9]旋转超声加工技术研究进展[J]. 郑书友,冯平法,徐西鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2009(11)
[10]超声加工技术的发展及其在航空航天制造中的应用潜能[J]. 郑书友,冯平法,吴志军,郁鼎文. 航空制造技术. 2009(13)
博士论文
[1]高速电弧放电加工的工艺特性研究[D]. 徐辉.上海交通大学 2015
[2]超声振动—气体介质电火花复合加工技术及机理研究[D]. 徐明刚.山东大学 2007
硕士论文
[1]超声振动辅助电弧加工控制系统的研究[D]. 李旻瑄.北方工业大学 2018
[2]超声振动辅助电弧加工技术及机理[D]. 黄文勇.北方工业大学 2017
[3]硬脆非导电材料精密切割技术与装备的研究[D]. 李娟.山东理工大学 2010
[4]数控机床定位精度研究[D]. 周红力.湖南大学 2008
[5]基于PC的开放式数控系统的研究与开发[D]. 王悦善.重庆大学 2008
[6]基于气体介质的超声振动辅助放电铣削加工技术仿真研究[D]. 张琪步.山东大学 2006
本文编号：3549232
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