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《哈尔滨工业大学》 2010年
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微细电火花加工装置机械设计及电控柜温度场仿真研究

刘泽超  
【摘要】:电火花加工是一种非接触式的、宏观加工力很小的加工方式,这使其在微细轴、微小孔加工及微三维结构制作方面显示出了非常巨大的潜力。精密的微细电火花加工装备是开展微细电火花加工技术研究的基础。国外微细电火花加工机床已进入工业应用和商业销售阶段,但制造费用仍非常昂贵。国内微细电火花加工装备的研制相对落后,而国外的机床对我国严格禁运。因此,自主研制高性能的微细电火花加工装备具有重大的现实意义。微细电火花加工装备的机械部分对其性能有着很大的影响,本文将主要针对实用化的微细电火花加工装备机械部分进行研究。 本文首先分析了微细电火花加工的特点及其对加工装备的要求,设计、研制出一套基于直线电机的微细电火花加工装备。该系统采用了直线电机驱动的三轴联动数控移动工作台,分辨率均为0.1μm,实现了加工系统的高精度、高速度、快速响应;采用了高精度的主轴,径向跳动小于2μm,转速1 000~12 700rpm。系统配备了机器视觉显微系统,为微细加工的在线观察、测量提供了有效手段。对电控柜中电气元件进行合理的布局,设计出安装方便、结构紧凑的电控柜模型。 对机床静、动态性能进行有限元分析。机床的静态特性包括:机床的零部件和整机的静态变形;而动态特性,则包括固有频率及其相应的振型以及强迫振动时的响应等。经过结构改进设计后,在外加负载的作用下,机床最大变形达到精度要求。在模态分析中,得到系统前六阶固有频率和振型,计算得到的频率和振源的频率之间相差比较大,所以可以认为在系统的运动过程中不会发生共振。对电控柜内温度场进行仿真,模拟出机床在加工时的电控柜温度场情况,对之进行分析,改进散热口和排气扇的位置,并提出结构改进的意见。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG661

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