高效精密綠色數(shù)控電火花成型關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、針對電火花成型加工提高效率、精度和環(huán)境友好性的問題，論文聚焦高效驅(qū)動(dòng)、精密成型、綠色加工三個(gè)技術(shù)方向，通過直線驅(qū)動(dòng)的配重?cái)_動(dòng)抑制、電極損耗的預(yù)變形精密補(bǔ)償、水幕機(jī)罩的綠色凈化和集成平臺等關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的研究，提高成型機(jī)的綜合加工性能，實(shí)現(xiàn)數(shù)控電火花的高效精密綠色成型。
　　在分析課題背景和研究意義后，論文提煉了當(dāng)前國內(nèi)外對幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀和不足，并提出本文所研究的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。
　　研究了面向高效驅(qū)動(dòng)的配重?cái)_動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)。

2、針對傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式的不足，設(shè)計(jì)了主軸的直線驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。面對配重系統(tǒng)在高速驅(qū)動(dòng)中引起的擾動(dòng)問題，提出了實(shí)時(shí)精密補(bǔ)償技術(shù)。分析了配重平衡力波動(dòng)和配重摩擦力波動(dòng)這兩個(gè)引起主軸振動(dòng)的主要因素，利用等熵一元絕熱氣流模型和改進(jìn)的Stribeck模型，分別建立平衡力波動(dòng)和摩擦力波動(dòng)模型，并通過擾動(dòng)量的等效動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，結(jié)合雙PID解耦和模糊PID控制，有效抑制了主軸的振動(dòng)，提高了主軸的位置控制精度和反饋速度。仿真和實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明，采用配重?cái)_動(dòng)補(bǔ)償控制技術(shù)的

3、直線電機(jī)立式驅(qū)動(dòng)，速度跟蹤響應(yīng)快，不僅極大抑制了主軸在高低速和交向驅(qū)動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)的爬行和抖振現(xiàn)象，而且超調(diào)也得到了明顯的改善，減少了主軸的位置誤差，實(shí)現(xiàn)主軸的高效驅(qū)動(dòng)。
　　研究了面向精密成型的電極損耗預(yù)變形補(bǔ)償技術(shù)。針對電火花加工中，電極的損耗帶來加工精度下降的不足，提出了基于預(yù)變形的電極補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電極完成全程精密成型，避免了電極更換，提高了加工精度和加工效率。按不同工況，研究了不同的預(yù)變形技術(shù):在微細(xì)損耗工況下，提出了曲

4、率偏置補(bǔ)償技術(shù);在大損耗量工況下，提出了基于放電間隙的分層補(bǔ)償技術(shù)。仿真和實(shí)驗(yàn)對提出的補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明成型零件的幾何平均誤差達(dá)到了電火花精密成型標(biāo)準(zhǔn)。
　　研究了面向綠色加工的水幕式氣霧凈化技術(shù)。分析了放電加工中電離氣霧產(chǎn)生和擴(kuò)散的機(jī)理，從減少對主軸系統(tǒng)的精度影響和提高環(huán)境友好性出發(fā)，設(shè)計(jì)了水幕式凈化機(jī)罩。構(gòu)建了基于附壁理論的水幕形成模型，利用初級破碎理論建立水幕連續(xù)性方程模型，系統(tǒng)分析了射流從出口到水幕形成的全過程。

5、以射流速度、入射角、附壁長度和附壁傾角作為四個(gè)典型因素，分析對附壁形成難易程度、水幕長度和水幕質(zhì)量的影響。設(shè)計(jì)了固結(jié)與主軸的凈化機(jī)罩和循環(huán)凈化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電火花的綠色成型加工。
　　關(guān)鍵技術(shù)集成應(yīng)用平臺研發(fā)。以關(guān)鍵技術(shù)的集成應(yīng)用研發(fā)為主線，把高效驅(qū)動(dòng)技術(shù)，精密成型技術(shù)和綠色凈化技術(shù)集成到樣機(jī)上，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)和開發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電火花成型加工的綜合性能。
　　最后，論文總結(jié)了研究內(nèi)容、本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，分析了電火花成型加工未來的