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《南京航空航天大学》 2006年
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电解加工间隙智能监控方法研究

王希  
【摘要】: 电解加工中,零件的尺寸精度取决于工艺参数的设定、维持和控制。加工间隙是核心工艺参数,它受电场、电化学和流场等因素的影响,是加工过程中各物理、化学因素的综合反映,加工间隙的变化直接影响着加工精度、加工效率、表面质量,也是设计工具阴极,选择加工参数的主要依据。在电解加工过程中,加工间隙的不稳定性造成的复制误差、重复误差及过程的不可控性,目前还未找到很好的解决方法。如何有效在线检测并控制加工间隙,是电解加工专家、学者们始终希望解决的一个关键难题。 本文在国家自然科学基金、全国高等学校博士点基金和航空科学基金共同资助下,从理论和试验两方面对加工电流及电解液作用在阴极上的力信号与加工间隙之间的关系进行了广泛而深入的探索。以试验数据建立这二者与间隙之间的关系,并以此为基础,提出了新的加工间隙智能控制方法。 首先从理论上分析用加工电流和电解液作用在阴极上的力信号来表示间隙的依据和可行性。创建了新的基于电容的电解加工理论模型。以流体力学的理论来分析电解加工过程,推导出力随间隙变化的规律,为后续试验研究提供了理论依据。 通过一套电解加工试验以及数据采集系统,对平面、叶片型面2种零件进行加工试验。采集整个加工过程中的电流和力信号,并实测加工间隙。 引进小波和小波包变换对采集的数据进行信号处理,提取其趋势项,去除噪声的影响。发现:在加工过程中随着间隙的减小,电流和力都增加,且呈现较强的非线性关系。以此试验所得关系训练神经网络,实现了电流、力与间隙的非线性映射,训练好的网络可以用来进行间隙的在线预报,并用于间隙的控制。 同时还发现:在用方形毛坯加工叶片时,间隙从初始状态向平衡状态的过渡过程中,电流在靠近平衡间隙附近的变化率大,在靠近初始间隙附近变化率小,而力信号则相反。据此特点,用神经网络在小波变换的基础上对这两种信号进行信息融合,将它们变化率大的部分重新组合起来反映间隙,使之更加有利于对间隙的控制。 以试验获得电流、力信号与加工间隙的关系为基础,综合运用小波变换、神经网络、模糊控制以及电解加工理论,创建了电解加工间隙智能控制模型,提出了分别基于加工电流、力信号以及全程控制的3类智能控制方法,每类控制方法又分为控制进给速度和控制加工电压2种。对这6种方法的应用前提、模型算法、控制效果进行了详细的对比分析,填补了该领域的空白。 本文可实现在线检测加工间隙,提出了间隙控制的新方法,所作工作具有
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG662

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王贺宾;郭钟宁;罗红平;;微细电解加工技术研究现状与展望[J];组合机床与自动化加工技术;2011年04期
2 郑华林;彭钢;陈坚;;基于模糊PD控制理论的电解加工机床控制系统研究[J];制造技术与机床;2010年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王福元;整体叶轮叶片型面数控电解精加工的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 陈里龙;金属电化学快速线切割技术研究[D];浙江理工大学;2010年
2 相奎;金属电化学线切割工艺研究[D];浙江理工大学;2011年
3 李丹;离心式压缩机叶轮整体电解加工研究[D];大连理工大学;2007年
4 廖东庭;航空铝合金高速(准)干切削及电解复合铣研究[D];南昌航空大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈远龙;电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D];合肥工业大学;2000年
【共引文献】
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10条
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7 王玉成;胡伍生;吴栋;;神经网络应用于大坝安全度评价需要解决的问题[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
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4 王英英;基于事故链的电力系统连锁故障风险评估与预防控制研究[D];华中科技大学;2010年
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6 章江洪;电镀锌稀土转化膜工艺及机理研究[D];昆明理工大学;2010年
7 李欣;应急案例知识库系统及其应用关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 陈步明;新型节能阳极材料制备技术及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2009年
9 赵雷刚;发动机台架试验过程实时监测与预警方法研究[D];武汉理工大学;2010年
10 胡小平;二硅化钼的高温摩擦学特性及其磨损率预测[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李义辉;超声无磨料内圆抛光声学系统及抛光工艺研究[D];河南理工大学;2010年
2 李新义;红壤土壤腐蚀直接、连续监测技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 许蓓;运营隧道结构安全性评估研究[D];南昌航空大学;2010年
4 衡泽超;基于ATT7022B的三相多用户电能表研究[D];山东科技大学;2010年
5 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
6 李业鑫;基于模糊控制的余氯实时在线检测系统研制[D];长春理工大学;2010年
7 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
8 陈里龙;金属电化学快速线切割技术研究[D];浙江理工大学;2010年
9 杨薇;多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究[D];浙江理工大学;2010年
10 王岩;混凝土受氯离子侵蚀劣化的ANFIS分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛薇;朱张青;;模糊PID控制及其进展[J];安徽职业技术学院学报;2007年04期
2 张朝阳;毛卫平;陈飞;;纳米、亚微米的超窄脉宽微细电化学加工[J];微纳电子技术;2009年11期
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6 李志永;朱荻;;叶片电解加工阴极设计CAD/CAE/CAM专家系统[J];北京航空航天大学学报;2006年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张之敬;刘明;朱小燕;唐兴伦;;模糊控制器在小型电解加工机床中的应用[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐惠宇;微细电解加工系统及其相关工艺的研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 陈远龙;电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D];合肥工业大学;2000年
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4 刘俊岩;水蒸汽作绿色冷却润滑剂的作用机理及切削试验研究[D];哈尔滨工业大学;2005年
5 万熠;高速铣削航空铝合金刀具失效机理及刀具寿命研究[D];山东大学;2006年
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7 付秀丽;高速切削航空铝合金变形理论及加工表面形成特征研究[D];山东大学;2007年
8 鲍怀谦;超纯水微细电解加工的基础研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 王明环;微细电解加工实验研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 张朝阳;纳秒脉冲电流微细电解加工技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈里龙;金属电化学快速线切割技术研究[D];浙江理工大学;2010年
2 王军;闭式整体叶轮数控电解加工工艺试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 张树彩;超声电火花线切割复合加工的研究[D];大连理工大学;2005年
4 马晓嘉;五坐标数控加工整体叶轮的CAD/CAM系统[D];大连理工大学;2006年
5 刘江文;线型复合工具电化学—机械加工金属材料新技术研究[D];广东工业大学;2006年
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7 万自尧;电火花线切割超大厚度切割技术的研究[D];广东工业大学;2008年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 马忠臣;;微细切削加工技术研究进展[J];机械工程师;2011年12期
2 朱晓龙;李湘生;;基于脉冲电源的金属电化学线切割工艺研究[J];机电工程;2012年07期
3 常园园;范植坚;田军委;;电解加工电解液池的多通道温度检测系统[J];仪表技术与传感器;2013年02期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 戚家亮;整体叶轮五轴数控粗加工编程技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 相奎;金属电化学线切割工艺研究[D];浙江理工大学;2011年
3 王贺宾;微细电解加工装备研制及其实验研究[D];广东工业大学;2012年
4 孟磊;LFC法铸造叶轮的发泡模具设计和浇注工艺仿真[D];山东大学;2012年
5 李斌;基于SolidWorks机加工工艺规程工序图自动生成的研究[D];郑州大学;2011年
6 彭帅;往复运丝电解线切割基础研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 常园园;电解加工的电解液池温度分布及控制方法[D];西安工业大学;2013年
8 周火金;复杂叶轮零件的熔积—铣削复合制造研究[D];华中科技大学;2012年
9 韦磊;管电极电解加工微小孔技术研究[D];大连理工大学;2013年
10 朱晓龙;电解窄槽类工件的加工规律研究[D];浙江理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵宗平;线接触加工整体叶轮叶片的一种刀位算法及应用[J];北京航空学院学报;1988年03期
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9 朱树敏;;低浓度硝酸钠电解液的特性和应用[J];电加工;1983年04期
10 朱树敏;陈淑芬;张海岩;;低浓度复合电解液的性能及应用[J];电加工;1985年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈远龙;电解加工工艺参数数据库及电解加工基本工艺规律研究[D];合肥工业大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 宫超林;曲宁松;李寒松;;活动阴极模板电解加工发动机缸套微坑阵列试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
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3 董朝盼;赵雍建;傅秀清;康敏;;直线刃阴极数控电解加工工艺试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
4 刘金国;曲宁松;李寒松;孙毅;;多孔径微小群孔电解加工工艺研究[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
5 王建业;罗干英;林苏文;刘丛宽;张弢;罗天友;;高频窄脉冲电流源电解加工成型规律研究[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
6 朱永伟;徐家文;云乃彰;严德荣;胡平旺;钱密;;扭曲叶片整体叶轮的数控展成电解加工[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
7 李小海;王振龙;赵万生;;微细电解加工装置的研制及其应用[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
8 陈伟;刘壮;谢岩甫;;锥形电极对微小孔电解加工定域性的影响[A];2010年“航空航天先进制造技术”学术交流论文集[C];2010年
9 陈远龙;朱树敏;;电解加工工艺参数模拟试验设计及数据库的创建[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
10 金文媞;;叶片电解精加工研究[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 鲁玉峰;基于UG\CAD平台的航空叶片测量前后置处理系统[N];中国航空报;2001年
2 谢斌;新艺厂依靠技术创新“顶天立地”[N];中国航空报;2002年
3 仲欣;废旧电池回收商机无限[N];厂长经理日报;2001年
4 高万建;勤奋敬业 不计报酬[N];中国船舶报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐正扬;发动机叶片精密电解加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
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6 傅秀清;球形阴极数控电解加工关键技术研究[D];南京农业大学;2010年
7 吴建民;大直径整体叶轮数控电解加工技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 钱双庆;表面织构电解加工技术的基础研究与应用[D];南京航空航天大学;2011年
9 吴锐;整体构件高效、快捷数控电解加工的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 王福元;整体叶轮叶片型面数控电解精加工的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋曼;活动模板电解加工微小凹坑阵列研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 丁维育;纯钛微细电解加工基础试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 朱成康;微细螺旋孔电解加工成型仿真技术研究[D];浙江工业大学;2010年
4 谢岩甫;复杂形状微孔的电解加工试验研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 王贺宾;微细电解加工装备研制及其实验研究[D];广东工业大学;2012年
6 王艺钢;超声辅助电解加工微细三维结构试验研究[D];山东理工大学;2013年
7 刘小龙;超声辅助微细电解加工加工参数的优化研究[D];青岛科技大学;2013年
8 吴林烽;电参数对小间隙电解加工影响规律研究[D];浙江理工大学;2014年
9 衡冲;利用阴极跳跃排液提高微细电解加工精度的试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 陈伟;阴极跳跃冲液的数值模拟与微细电解加工试验[D];南京航空航天大学;2011年
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