高速往复走丝电火花线切割高效及细丝切割加工特性研究

发布时间：2017-08-07 21:07

  本文关键词：高速往复走丝电火花线切割高效及细丝切割加工特性研究

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【摘要】：在高速往复走丝电火花线切割加工中,高效切割(大能量加工)和细丝加工是重要的研究领域,具有广泛的应用。然而高效切割中工件表而的烧伤现象和细丝加工中易断丝的问题是目前难以解决的问题。本文从高效切割加工中工件表而产生的烧伤问题入手,发现切缝内介质的动态特性对加工过程起到重要作用,并以此为基础对工件表而烧伤问题和细丝加工中断丝问题进行了研究。主要研究内容如下：(1)研究了高效切割产生工件表而烧伤的根本原因。烧伤条纹主要是因为切缝内工作液因大能量切割后导致汽化,而汽化后致使切缝内工作液不足,切缝内熔融的蚀除产物无法得到有效冷却,从而附着在切缝侧壁而产生；(2)研究了蚀除产物排出与电极丝带入工作液能力的关系。通过实验研究了蚀除产物的主要抛出方式,即从垂直于电极丝的水平方向向切缝后部排出。而后通过数学模型对蚀除产物堆积和工作液流动之间的关系进行分析了,推断出蚀除产物能否顺畅排出决定了工作液能否被带入切缝的程度；(3)为了减少切割表而烧伤,提出了磁场辅助高效加工方法。与切缝方向平行的梯度磁场可以对铁基蚀除产物产生磁力作用,因此可以借助磁场来促进蚀除产物的排出,而这又使工作液更容易被电极丝带入切缝深处。切缝内熔融金属液滴可以更好地被工作液冷却并带走,切割而烧伤程度会随之下降；(4)在细丝加工方而,针对细丝切割中所具有的低张力、易断丝、丝径小等特点,对机床进行了针对性的改进设计；研究了细钼丝加工工艺特点,即高电阻对采样系统有影响,使控制系统对采样信号的灵敏度下降,无法对放电状态进行有效识别；而低张力会使钼丝的挠度增加,再加上正反向摩擦系数不均匀,易造成Y方向上的切割条纹；(5)研究并归纳总结了细丝切割易断丝的原因,并提出磁场辅助加工方法。断丝的原因在于加工状态不稳定、放电集中等原因,而蚀除产物聚集是造成上述问题的原因之一,因此采用适当的磁场辅助可以帮助蚀除产物排出,从而降低了细丝切割中断丝的概率。
【关键词】：电火花线切割 表面烧伤 磁场 细丝切割 断丝
【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
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 课题研究意义13
• 1.3 电火花线切割加工技术概述13-15
• 1.4 研究现状15-17
• 1.4.1 高效加工的研究现状15-16
• 1.4.2 细电极丝加工的研究现状16-17
• 1.5 课题研究内容17-18
• 第二章 电火花线切割高效加工研究18-38
• 2.1 烧伤条纹形成机理研究18-24
• 2.1.1 烧伤条纹的实验现象18-19
• 2.1.2 烧伤条纹现象分析19-22
• 2.1.3 烧伤条纹的形成机理22-23
• 2.1.4 烧伤现象的机理模型23-24
• 2.2 蚀除产物的排出与烧伤条纹的关系24-31
• 2.2.1 蚀除产物的排出方式24-26
• 2.2.2 实验现象分析26-27
• 2.2.3 蚀除产物的排出对烧伤的影响27-31
• 2.3 磁场辅助电火花线切割31-37
• 2.3.1 磁场辅助加工31-33
• 2.3.2 磁场对烧伤的影响33-34
• 2.3.3 磁场对加工稳定性的影响34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 细电极丝电火花线切割机床设计38-51
• 3.1 定张力上丝机构的设计38-42
• 3.1.1 细电极丝的匀丝特点38-40
• 3.1.2 定张力上丝机构的设计40-42
• 3.2 运丝机构的设计与改造42-45
• 3.2.1 运丝结构的设计43-44
• 3.2.2 线架的设计44-45
• 3.3 运丝传动部件的设计45-50
• 3.3.1 传动比和齿轮的设计45-47
• 3.3.2 运丝部件的设计47-48
• 3.3.3 导轮组件的改进48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 细电极丝加工特性研究51-66
• 4.1 细钼丝电阻对采样的影响51-57
• 4.1.1 细丝加工的伺服控制策略51-52
• 4.1.2 极间电路模型的建立52-53
• 4.1.3 细钼丝加工对伺服采样的影响分析53-55
• 4.1.4 细钼丝电阻对加工过程影响的实验55-57
• 4.1.5 单边进电采样法57
• 4.2 细丝加工中张力对精度的影响57-60
• 4.2.1 电极丝挠度的数学模型57-58
• 4.2.2 摩擦系数不对称对加工精度的影响58-60
• 4.3 细电极丝加工断丝问题的研究60-65
• 4.3.1 初始切入时的断丝问题61-62
• 4.3.2 极间介质动态特性与断丝的关系62-63
• 4.3.3 磁场辅助细丝加工63-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 本课题完成的主要工作66-67
• 5.2 后续工作展望67-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士期间发表的学术论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：636696