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《哈尔滨工业大学》 2010年
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微细电火花集成加工技术的研究

禇旭阳  
【摘要】: 作为一种实用的微细加工技术,微细电火花加工在加工微细轴、微小孔等小尺度的零件时具有独特的优越性。但是,随着微小零件尺寸的不断减小和复杂程度的不断提高,微细电火花加工技术逐渐暴露出加工精度不高、加工灵活性差等问题。本文针对上述问题对微细电火花集成加工的相关技术进行研究,寻求提高微细电火花加工精度和加工能力的方法。 本文首先对多种微细电火花加工方法相互集成的必要性及其工艺基础进行了研究。在分析微细电火花各种工艺方法特点的基础之上,设计并研制了具备多种微细电火花工艺方法的集成加工系统。整个系统主要由高精度伺服系统、微能脉冲电源、高精度旋转主轴、微细电极在线制作装置及工作液循环系统等部分组成,可完成微细电火花成型、钻孔、铣削、反拷和线切割等多种加工工艺方法。 加工精度是衡量制造水平的重要指标。本文对微细电火花铣削加工、微细电火花反拷加工和微细电火花线切割加工的加工精度进行了研究。针对微细电火花铣削加工中电极损耗而影响加工精度的问题,提出了采用管电极代替实心电极进行电火花加工的方法。由于管电极具有的薄壁、大直径的结构特点,使其在微细电火花铣削加工中可以获得较高的加工精度和加工效率。 针对微细电火花反拷加工中产生圆角误差和锥度误差的问题,本文采取了粗精结合的反拷加工策略。在粗加工中采用长脉宽负极性的加工参数,利用极性效应产生的碳黑膜降低反拷加工中的电极损耗,提高加工精度;在精加工中采用短脉宽正极性的加工参数,改善工件的表面质量。 针对微细电火花线切割加工中电极丝形位变化而产生的尺寸误差问题,本文建立了微细电火花加工间隙的数学模型。利用微分方程对电极丝在加工间隙中的横向振动进行描述,建立了加工参数(开路电压、放电电容、充电电阻等)对加工间隙的影响方式。针对微细电火花线切割加工窄梁结构时工件产生的变形问题,本文对微细电火花加工过程进行了数值模拟,研究窄梁弯曲变形的原因,以得到减小变形的方法。 针对微细电火花集成加工技术的实用化问题,本文对集成加工的工艺方法进行了研究。首先根据微小零件的结构特点和微细电火花加工的特点,将微结构划分为微孔、微轴、侧壁结构、复杂三维结构和微细阵列结构五种类型。针对不同类型的特征结构,规划出相应的微细电火花加工方法。然后建立了微细电火花集成加工工艺路线的制定流程。最后,对集成加工方法中的定位误差进行了研究,并提出了提高工件定位精度的方法。 为验证微细电火花集成加工技术及本文所研制的集成加工系统的实用性,使用该集成加工系统对2K-H型微型行星轮减速器进行了集成加工实验。规划并制定了减速器的保持架、内齿圈、行星轮、太阳轮和盖板等五部分零件的集成加工工艺路线,完成了微小行星轮减速器所有零件的集成加工,并实现最终装配。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG661

【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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2 桥川荣二,宇野義幸,冈田三郎,里本正纯,中村祥司,王克锡;复杂微细形状高技术模具的高速、高品位微细电火花加工技术的开发[J];制造技术与机床;2004年05期
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6 裴景玉,胡德金;微细电火花机床实时数字控制系统[J];制造技术与机床;2001年04期
7 狄士春,黄瑞宁,于滨,迟关心,赵万生;并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源[J];上海交通大学学报;2005年01期
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 周娜;基于Web的制造业电子商务平台关键技术的研究与应用[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 张龙;微细喷油孔电火花加工机床及其控制系统研究[D];中国石油大学;2009年
10 井水淼;电火花微小孔加工控制方法及参数优化的研究[D];大连理工大学;2008年
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