SiCp/Al电火花微小孔加工的放电状态检测及控制技术研究

发布时间：2021-02-21 22:21

　　Si Cp/Al复合材料具有许多单一金属无法比拟的优良性能,在国防建设和航天航空领域得到了广泛的运用。其中为实现减质、散热、透气以及微射流加工等要求,有相当数量的Si Cp/Al复合材料产品需要进行微小孔加工。电火花加工技术作为一种有效的Si Cp/Al复合材料微小孔加工方法,对电源的检测及控制系统要求高,不仅需要能够实时检测出加工过程的放电状态,而且还得在线地进行伺服控制、脉冲间隙调节以及自动改善影响加工结果的主要因素。因此,通过开展Si Cp/Al复合材料电火花微小孔加工的检测及控制技术研究,来改善加工结果,将具有重要的意义和实用价值。首先,本文在阐述了电火花加工基本原理的基础上,设计了对比工艺实验,探究了Si C颗粒对Si Cp/Al复合材料电火花微小孔加工的加工效率和电极损耗的影响,并针对Si C颗粒所带来的排屑问题,提出了采用复合检测技术以及加入脉间扩展和高能清扫脉冲的检测及控制策略。其次,依据制定好的检测及控制策略进行脉冲电源设计。先基于平均电压和浮动阈值复合检测技术设计电源的检测系统,实时检测和识别Si Cp/Al复合材料电火花微小孔加工过程的放电状态;再以ARM和CPL... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 Si Cp/Al电火花加工技术
        1.2.2 电火花微小孔加工技术
        1.2.3 电火花电源的检测及控制技术
    1.3 研究现状简析
    1.4 课题来源及目的和意义
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题目的和意义
    1.5 课题主要研究内容
第2章 SiCp/Al电火花微小孔加工的基础实验研究
    2.1 电火花加工的基本原理
        2.1.1 电火花加工过程中的能量分配
        2.1.2 电火花加工过程中的排屑问题
    2.2 Si Cp/Al电火花微小孔加工的基础工艺实验研究
        2.2.1 实验设备和材料
        2.2.2 实验方案
        2.2.3 实验结果和分析
    2.3 制定Si Cp/Al电火花微小孔加工的检测及控制策略
    2.4 本章小结
第3章 SiCp/Al电火花微小孔加工电源的硬件设计
    3.1 SiCp/Al电火花微小孔加工电源的总体设计
    3.2 放电状态检测模块
        3.2.1 平均电压检测单元
        3.2.2 放电状态识别单元
    3.3 脉冲发生控制模块
        3.3.1 数据处理单元
        3.3.2 脉冲发生单元
    3.4 放电控制回路模块
        3.4.1 主放电回路开关元件的选择
        3.4.2 驱动电路设计
    3.5 电源PCB设计
    3.6 本章小结
第4章 SiCp/Al电火花微小孔加工电源的软件设计
    4.1 ARM软件设计
        4.1.1 UART串口通信的程序设计
        4.1.2 放电状态检测系统的程序设计
        4.1.3 模糊控制器的程序设计
    4.2 CPLD软件设计
        4.2.1 数据锁存器程序设计
        4.2.2 脉冲发生单元程序设计
        4.2.3 输出脉冲程序设计
        4.2.4 输出脉冲信号波形仿真
    4.3 本章小结
第5章 电源性能分析与实验研究
    5.1 SiCp/Al电火花微小孔加工电源的波形研究
        5.1.1 CPLD输出波形分析
        5.1.2 MOSFET驱动波形分析
        5.1.3 MOSFET输出波形分析
    5.2 电源加工性能对比实验研究
        5.2.1 对加工效率的影响
        5.2.2 对电极损耗的影响
        5.2.3 对极限加工深度的影响
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铝基复合材料研究进展[J]. 胡小兵.  科技创新与应用. 2014(25)
[2]超声振动复合微细电火花加工微小孔试验研究[J]. 朱波,钟晓红,陈济轮,张昆,陈靖,张万刚.  电加工与模具. 2014(03)
[3]电火花成形加工数控系统研制与实验研究[J]. 卢建鸣,徐成,窦春雨,王津,吕宇航,周志凯,韩福柱.  电加工与模具. 2014(03)
[4]电火花加工控制技术述评[J]. 杨青照,周明,曾祥渭,牛聚粉.  电加工与模具. 2013(S1)
[5]SiCp/Al复合材料电火花加工技术研究现状及发展[J]. 张宏,胡富强,陈焕春,武高辉.  机械制造. 2009(04)
[6]低电阻率单晶硅电火花/电解复合切割加工表面完整性研究[J]. 汪炜,刘志东,田宗军,黄因慧,刘正埙.  电加工与模具. 2007(06)
[7]微细阵列方形轴孔的电火花和电化学组合加工工艺研究[J]. 翁明浩,王振龙.  电加工与模具. 2007(05)
[8]电火花加工微小孔的工艺研究[J]. 郭洪勤,裴景玉,李五一.  航天制造技术. 2005(05)
[9]电火花放电加工间隙状态检测方法综述[J]. 霍孟友,张建华,艾兴.  电加工与模具. 2003(03)
[10]电火花加工放电状态的检测及神经模糊控制[J]. 罗元丰,赵万生,狄士春.  高技术通讯. 2000(11)

博士论文
[1]集成式微细电火花加工系统及其应用研究[D]. 耿雪松.哈尔滨工业大学 2014
[2]微小孔电火花加工过程控制系统的研究[D]. 蒋毅.上海交通大学 2011

硕士论文
[1]精密微孔电火花电化学组合加工技术研究[D]. 何小龙.哈尔滨工业大学 2012
[2]SiCp/Al复合材料电火花加工的建模与仿真[D]. 张清芬.哈尔滨工业大学 2011
[3]铝基复合材料电火花加工工艺研究[D]. 祁立军.西安工业大学 2010
[4]电火花线切割浮动阈值间隙放电状态检测技术的研究[D]. 丁建军.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3045009