高速往复走丝电火花线切割电极丝张力变化成因及均匀控制研究

发布时间：2017-06-08 21:04

  本文关键词：高速往复走丝电火花线切割电极丝张力变化成因及均匀控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高速往复走丝电火花线切割机床自发明以来在加工中电极丝一直存在着张力变化问题,尤其是“单边松丝”现象,即丝筒上的电极丝在运行一段时间后,会出现在丝筒的一端电极丝张力变紧,而在另外一端电极丝张力变松的现象,该问题对高速往复走丝电火花线切割机床的加工精度和切割稳定性产生了严重影响,并且还会增加电极丝的损耗和加工中的断丝几率。因此,本文针对高速往复走丝电火花线切割机床存在的电极丝张力变化问题展开了研究,主要内容如下:(1)基于单片机和LabVIEW软件设计了一个在线监测电极丝张力与速度的测试系统。该测试系统能够对电极丝的张力和走丝速度进行实时监测及数据保存,为后续电极丝张力变化成因的分析提供重要依据。(2)针对高速往复走丝电火花线切割机床的电极丝张力变化问题进行了成因研究。利用测试系统进行了分析对比,认为张力变化的成因主要是走丝机构的非对称性结构设计,并据此初步设计了一种轴端进电的导轮组件和可调走丝机构。(3)针对高速往复走丝电火花线切割机床的电极丝张力变化问题进行了模型仿真。搭建了相应的数学模型和仿真系统,其仿真结果表明该仿真系统与实际工况基本吻合;同时,利用仿真系统分析了各参数对“单边松丝”的影响,为后续实现电极丝的张力控制提供了理论基础。(4)根据成因分析和模型仿真,在试验机床上对其走丝机构进行了相应的改进,并进行了改进前后的张力实验对比,结果表明改进后的走丝机构能够保持走丝时电极丝张力实现基本平稳。同时在工艺对比实验中,改进后的走丝机构能够有效地提高高厚度切割时的切割稳定性和加工效率,并且在多次切割中能保持切割工件尺寸的一致性。
【关键词】：电火花线切割 电极丝张力 单边松丝 走丝机构 成因研究
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG484
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 电火花线切割技术简介11-14
• 1.1.1 电火花线切割加工原理及特点11-13
• 1.1.2 电火花线切割机床的分类13-14
• 1.2 课题研究背景及意义14-15
• 1.3 电极丝张力控制的研究现状及分析15-19
• 1.3.1 恒张力控制的国内研究15-18
• 1.3.2 恒张力控制的国外研究18-19
• 1.3.3 研究现状分析19
• 1.4 课题研究目标及内容19-21
• 1.4.1 研究目标19
• 1.4.2 研究内容19-21
• 第二章 试验设备及测试系统的设计21-33
• 2.1 主要试验设备21-23
• 2.1.1 试验机床21-22
• 2.1.2 测量仪器设备22-23
• 2.2 测试系统的硬件设计23-27
• 2.2.1 硬件系统结构设计23-24
• 2.2.2 传感器和A/D模块24-26
• 2.2.3 张力测试装置的结构设计26-27
• 2.3 测试系统的软件设计27-32
• 2.3.1 单片机程序设计27-29
• 2.3.2 LabVIEW程序设计29-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 高速往复走丝电火花线切割张力变化成因研究33-43
• 3.1 试验条件和结果33-35
• 3.1.1 试验条件33-34
• 3.1.2 试验结果34-35
• 3.2 张力变化的成因分析35-40
• 3.2.1 导轮的影响36
• 3.2.2 进电块的影响36-38
• 3.2.3 走丝机构的影响38-40
• 3.3 张力变化的改善措施40-41
• 3.3.1 进电导轮40-41
• 3.3.2 可调走丝机构41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 高速往复走丝电火花线切割张力模型仿真43-56
• 4.1 走丝机构的数学模型43-46
• 4.2 模型仿真与验证46-50
• 4.3 模型仿真分析50-53
• 4.3.1 导轮的影响50-51
• 4.3.2 摩擦指数的影响51-52
• 4.3.3 上下跨距的影响52
• 4.3.4 下线臂电极丝长度的影响52-53
• 4.4 张力控制仿真53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 机床走丝机构的改进与工艺对比实验56-65
• 5.1 走丝机构的改进56-58
• 5.2 走丝机构的张力对比实验58-59
• 5.3 切割对比实验59-63
• 5.3.1 高厚度切割对比实验59-62
• 5.3.2 多次切割对比实验62-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72-73
• 附录73-74

【参考文献】

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