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微细电火花线切割加工工艺规律研究

作　者: 任海滨
导　师: 迟关心
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 微细电火花线切割加工 正交试验设计 灰关联分析 微小零件
分类号: TG484
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 379次
引　用: 3次
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内容摘要


随着微机电系统(MEMS)的飞速发展,超精、微细加工技术成为目前迅速发展、最富活力的加工技术,并且是现代制造技术的一个重要发展方向,而微细电火花线切割加工技术是实现超精、微细加工行之有效的方法之一,以其独特的加工方法以及较高的性价比得到了迅速的发展,并在许多微型机械生产领域发挥了重要的作用。本文首先介绍了电火花线切割加工技术的发展及微细电火花线切割加工的关键技术。随后对自主研发的微细电火花线切割加工装置进行简要说明,并分析了重锤平衡式恒张力走丝系统。在了解实现微细电火花线切割技术硬件条件的基础上,从工艺条件方面研究了实现微细电火花线切割的关键技术。分析研究了电火花线切割加工机理及微细电火花线切割放电过程。通过大量单因素试验,研究电参数和非电参数对表面粗糙度及加工效率的影响规律,其中电参数包括:脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、伺服参考电压、开路电压,非电参数包括:电极丝、工件厚度及材料、预置进给速度。在此基础上,本文通过正交试验设计,利用灰色相关性理论解决了微细电火花线切割加工多项工艺指标下的加工参数优化问题,即在加工效率和表面粗糙度的多项工艺指标下对脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流和开路电压加工参数进行优化,从灰关联度中获得最佳加工参数。最后进行了微小复杂零件的切割实验,利用直径为30μm的电极丝,加工出最小宽度为36μm的微小槽,并在厚度为4mm的不锈钢上切割出齿数7,模数50μm,长度4mm及齿数7,模数35μm,长度4mm的微小齿轮及长宽为1mm×0.03mm的高长宽比薄壁。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 电火花线切割加工技术的研究现状  7-8
  1.2 微细电火花线切割加工技术研究  8-10
    1.2.1 微能脉冲电源的研制  9
    1.2.2 微细电极丝切割  9-10
    1.2.3 微小零件的装夹、在线测量系统  10
  1.3 课题研究的目的及意义  10-12
  1.4 课题研究的内容  12-13
第2章 加工装置的组成及关键技术分析  13-19
  2.1 微细电火花线切割加工装置简介  13-15
    2.1.1 机械部分  13-15
    2.1.2 控制部分  15
  2.2 重锤平衡式恒张力走丝系统分析  15-16
  2.3 减小微细电火花线切割加工放电间隙关键技术研究  16-18
    2.3.1 加工稳定性  17
    2.3.2 微细电火花线切割加工单个脉冲放电能量分析  17-18
    2.3.3 工作液对放电间隙的影响  18
  2.4 本章小结  18-19
第3章 微细电火花线切割加工工艺规律研究  19-30
  3.1 微细电火花线切割加工机理研究  19-20
  3.2 电参数对工艺指标的影响规律  20-26
    3.2.1 脉冲宽度对工艺指标的影响规律  20-22
    3.2.2 脉冲间隔对工艺指标的影响规律  22-23
    3.2.3 峰值电流对工艺指标的影响规律  23-24
    3.2.4 开路电压对工艺指标的影响规律  24-25
    3.2.5 伺服参考电压对工艺指标的影响规律  25-26
  3.3 非电参数对工艺指标的影响规律  26-29
    3.3.1 电极丝对工艺指标的影响规律  26-27
    3.3.2 工件厚度及材料对工艺指标的影响规律  27-28
    3.3.3 预置进给速度对工艺指标的影响规律  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第4章 微细电火花线切割加工工艺参数优化的研究  30-44
  4.1 灰关联度理论分析  30-32
    4.1.1 数据处理  30-31
    4.1.2 灰关联度  31-32
  4.2 工艺参数优化  32-40
    4.2.1 正交试验方案设计  32-35
    4.2.2 灰关联度工艺参数优化  35-39
    4.2.3 方差分析和F测试  39-40
  4.3 复杂微小零件切割  40-43
    4.3.1 超微窄缝的切割  40-41
    4.3.2 微小齿轮的切割  41-43
    4.3.3 高长宽比零件的切割  43
  4.4 本章小结  43-44
结论  44-45
参考文献  45-49
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  49
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  49
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  49-50
附录  50-51
致谢  51

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 金属切割及设备 > 电弧切割及设备
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