微细电火花加工机床关键技术

研制开发两台高精度、高性能,具有自主知识产权的微细电火花加工机床,并对微细电火花加工机床的几个特有关键技术进行了深入研究.基于压电陶瓷的宏微伺服进给系统能实现分辨率为3.42 nm的微进给,并且能实现振动式进给,以改善微细电火花加工的间隙状态,提高微细电火花的加工效率和加工质量.结合块电极反拷与线电极反拷的微细工具电极反拷系统,可高效高精度地现场制作微细电极,电极直径最小可达4 μm.基于多传感器信息融合技术的放电间隙状态监测技术,能很好地解决微细电火花加工间隙状态的监测与识别问题.RC脉冲电源不存在维持电压现象,这一最新发现为降低单脉冲放电能量难题提供一个新的解决途径,使得基于RC方法开发的超微能脉冲电源的单脉冲放电能量最小降至皮焦级,为微细电火花加工奠定了良好的基础.最后的微细电火花加工试验表明,所开发的微细电火花加工机床性能稳定,且加工质量良好,尤其适合加工孔径为50～200 μm的微细孔.     

三维微细电火花加工伺服控制系统设计及实验研究

针对微细电火花加工伺服控制系统的要求,进行了微细电火花加工伺服控制系统总体设计.伺服控制系统特点是执行机构采用步进电机+压电陶瓷的宏微细合式驱动机构,实现了大行程和小步距的有机结合,能够提高电火花加工机床的加工性能.同时Z轴增加一个振动源,实现自动排屑和微调加工间隙.通过实验验证,证明系统运行良好,运动平台能够达到较高的精度,并实现了简单的极微细电火花加工.     

压电自适应微细电火花加工技术

针对微细电火花加工技术的特点,开发、研制了新型的压电自适应微细电火花加工装置,介绍了该装置的结构和工作原理,分析了压电致动器的性能以及放电间隙与开路电压的关系,并利用该装置进行了试验研究。试验结果表明该加工技术可以实现放电间隙与放电状态的自适应调节,加工效率较高。     

微细电火花加工设备技术研究

微细电火花加工的关键设备技术涉及电极的微进给伺服机构、电极和工件的附加树对运动机构、微小能量放电电源以及加工状态检测与控制系统等。文章围绕微细电火花加工系统的设计系统，介绍基于压电致动原理以及摩擦传动的微进给机构、工具电极的线放电磨削机构和旋转主轴、以及微小能量放电电源的设计等，并指出需要进一步研究的课题。     

磁场辅助电火花加工放电间隙数学模型的建立

与微细电极正交布置的磁场通过影响放电通道,扩大放电间隙改善放电环境并且增大放电能量,有效提高了电火花加工效率。为了预测及调控磁场辅助电火花加工(MF-EDM)的放电间隙,采用部分析因试验设计方法,应用数学优化分析软件1stOpt,基于正交磁场辅助单脉冲电火花放电的试验数据进行非线性多项式拟合,建立了放电间隙的数学模型,并通过进一步试验验证模型的可靠性,实际值与估算值误差控制在8%以内。     

放电间隙数字自动伺服控制

介绍了电火花加工放电间隙自动伺服控制的意义和计算机数字控制的实现，并给出了伺服控制硬件电路和软件流程。     

气体介质放电间隙控制系统的研究

设计了以压电陶瓷驱动器为基础的气体放电电火花加工间隙控制系统，该系统包括硬件和软件两部分。其中，硬件系统包括采样保持电路、时序控制电路、电压信号比较电路、A／D转换电路，旨在提高间隙控制系统的响应速度，达到有效平稳控制电火花气体放电加工的目的。     

电火花加工状态识别与伺服系统的复合式模糊控制

主要论述了在电火花成型加工技术中，如何准确采集放电间隙信号，并应用模糊控制策略于放电间隙的控制以及与传统控制策略的结合问题。首先介绍了电火花放电状态的特点，然后介绍了传统控制策略，讨论了模糊控制器的设计，进一步提出了一种复合式控制系统的概念。     

电火花机床微小孔加工调试

正电火花喷孔钻床的研制成功,解决了我国0.2 mm以下高精度微细孔不能加工的难题,打破了国外对这一技术的长期垄断。在电火花微小孔的加工中解决的难题有:电极宏微伺服控制系统、微细电火花间隙放电状态监测技术、微细电极自动进丝及高精度旋转机构、去离子水自动循环制取装置和微小孔加工工艺数据库的建立。以鲁南机床厂的电火花喷孔钻床为例,抽查其加工的任意50件工件,分别用塞规、三坐标测量仪、     

压电自适应微细电火花加工系统特性分析

针对微细电火花加工过程中排屑困难,极易产生短路、拉弧等非正常加工现象,进而造成微细电火花加工效率低、电极损耗大等特点,基于压电陶瓷的逆压电效应提出了一种新的加工方法--压电自适应微细电火花加工技术,对其加工原理进行了详细阐述,并结合试验对该加工系统的加工特性进行了详细分析.试验证明该技术在加工过程中能够实现放电间隙与放电状态的自适应调节,促进捧屑,可有效控制短路及拉弧现象的出现,进而提高微细电火花的加工稳定性及加工效率,并能实现超低电压下的微细电火花加工.结合实例说明采用压电自适应微细电火花加工技术进行小孔加工的过程中能实现稳定加工,获得较高的加工效率,并且加工的小孔圆度较好,说明该技术在微小孔加工方面具有广阔的应用前景.