多槽同步电火花线切割机床结构改进及运动控制研究

发布时间：2023-01-11 06:35

　　针对活络模具花纹圈切割分块工艺落后问题,课题组提出了一种多槽同步电火花线切割加工方法并研制了相应机床,本文对机床结构进行了改进优化,研制了专用控制系统,并进行了初步工艺试验,为后续研究打下良好基础。分析总结多槽机床结构现存缺陷并对其进行优化。本文采用了类悬臂梁结构重新优化设计了导轮架,解决了电极丝穿孔换丝困难问题,使得机床可实现快速免穿丝换丝,大幅度减少换丝时间,提高工作效率。同时设计了自动旋转工作台,方便工件的换位切割,极大地提高了换位切割的效率和精度。采用“重锤加双导轮钼丝松紧调节器”组合的方式对电极丝进行恒张力控制,解决了电极丝振动幅值大的问题。根据多槽同步电火花线切割机床切割窄槽的工艺要求,开发了基于PLC的专用控制系统,解决了PLC与高频脉冲电源的通讯、人机界面交互、运动控制等技术问题。系统具有参数设置、手动加工、自动加工等选项,可实现手动快速进退,快速对刀,参数实时监测显示,放电短路检测,一键加工,故障急停等功能。并对其每个功能模块设计PLC程序及人机交互界面。进行多槽同步电火花线切割机床上进行切割窄槽的单因素工艺实验研究。在多槽机床上,采用直径为0.15mm钼丝在尺寸为2... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
        1.2.1 活络模介绍
        1.2.2 轮胎模具切割加工工艺现状
        1.2.3 轮胎模具多槽同步线电火花切割加工的原理及特点
    1.3 电火花线切割机床国内外研究现状
    1.4 课题来源和研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究目标
        1.4.3 论文研究内容
    1.5 本章小结
第二章 多槽同步电火花线切割机床结构优化设计
    2.1 引言
    2.2 多槽线切割机床结构介绍
        2.2.1 机床走丝路线
        2.2.2 机床张紧机构
        2.2.3 可旋转丝架执行机构
    2.3 机床结构优化设计
        2.3.1 免穿丝导轮支架优化改进
        2.3.2 自动旋转工作台设计
    2.4 机床恒力张紧机构优化设计
        2.4.1 张紧机构的优化方案选定
        2.4.2 最终优化方案及实验效果分析
    2.5 本章小结
第三章 多槽同步电火花线切割机床控制系统设计
    3.1 引言
    3.2 多槽机床控制系统方案设计
        3.2.1 技术要求和工艺流程
        3.2.2 电气控制系统方案
    3.3 控制系统核心器件的简介及选型
        3.3.1 可编程控制器
        3.3.2 人机界面
        3.3.3 变频器选型
        3.3.4 步进电机及驱动器选型
    3.4 控制电路设计及地址分配接线
        3.4.1 控制电路
        3.4.2 电气元件型号
        3.4.3 PLCI/O地址分配
        3.4.4 PLC变频器单元接线
    3.5 多槽机床电气控制柜的设计及制作
    3.6 本章小结
第四章 多槽同步电火花线切割机床控制程序及人机界面设计
    4.1 引言
    4.2 控制系统PLC程序设计
        4.2.1 主控顺序程序
        4.2.2 手动控制程序
        4.2.3 自动加工控制程序
    4.3 控制系统人机交互界面设计
        4.3.1 功能需求分析
        4.3.2 界面功能键地址分配
        4.3.3 参数设置界面
        4.3.4 手动操作界面
        4.3.5 自动加工界面
    4.4 本章小结
第五章 多槽同步电火花线切割加工实验研究
    5.1 引言
    5.2 电火花线切割机床的调试与实验条件
        5.2.1 机床调试
        5.2.2 实验目的与方法
        5.2.3 实验条件及设备
    5.3 电火花线切割加工单因素实验
        5.3.1 脉冲宽度对铝合金切割的影响
        5.3.2 脉间倍数对铝合金切割的影响
        5.3.3 电源输出功率对铝合金切割的影响
        5.3.4 进给速度对铝合金切割的影响
        5.3.5 走丝速度对铝合金切割的影响
        5.3.6 实验分析总结
    5.4 多工位同步切割现象及规律
        5.4.1 双工位同步切割加工实验
        5.4.2 四工位同步切割加工试验
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 饶佩明,李浩洲.  电加工与模具. 2017(03)
[2]节能型电火花脉冲电源低电极损耗波形控制与工艺研究[J]. 孙式玮,王培德,胡倩,胡苏.  电加工与模具. 2017(S1)
[3]高速走丝电火花线切割机床发展现状及趋势[J]. 王贤勇,吴汉卿.  模具制造. 2016(10)
[4]节能型电火花加工脉冲电源的研究[J]. 黄瑞宁,李毅,刘晓飞.  中国机械工程. 2016(18)
[5]往复走丝电火花线切割加工技术发展瓶颈及研究思路[J]. 刘志东.  电加工与模具. 2016(S1)
[6]往复走丝电火花线切割机床张丝系统的研究[J]. 王忠伟,王斌修.  电加工与模具. 2013(05)
[7]往复走丝电火花线切割机床工艺特点及现状[J]. 刘志东,潘阳,李谢峰,潘慧君.  电加工与模具. 2012(06)
[8]基于SolidWorks软件应用的多传感技术智能轮胎的仿真设计[J]. 谢溪凌,汪俊亮,郑卫刚.  机械制造. 2012(04)
[9]基于RS485多机通信系统设计[J]. 马庆功,莫玉华,郑恩兴.  电子世界. 2012(01)
[10]轮胎模具花纹加工新工艺的应用研究[J]. 曾旭钊,阎秋生.  机电工程技术. 2010(07)

硕士论文
[1]多槽同步电火花线切割机床的研制[D]. 彭祥.广东工业大学 2015
[2]活络模具向心机构磨损控制技术研究[D]. 李晓宾.青岛科技大学 2012
[3]数控机床的电气控制系统设计[D]. 匡岳林.华南理工大学 2012
[4]脉冲激光诱导铁基非晶合金成形工艺研究[D]. 林乐嘉.山东大学 2011
[5]新型快走丝线切割机床走丝系统的结构分析及恒张力控制研究[D]. 张娟飞.太原理工大学 2011
[6]难加工材料的电火花加工特性研究[D]. 张博.西安石油大学 2010
[7]快走丝线切割状态监测与辅助控制系统的研究与开发[D]. 李晨光.山东大学 2009
[8]往复走丝线切割机床电极丝的振动分析[D]. 王笑.西华大学 2009
[9]基于TI S6700的大功率RFID系统设计[D]. 施长浩.苏州大学 2006



本文编号：3729583