基于FPGA的电火花线切割自整定脉冲电源的研制

针对现有线切割脉冲电源对放电状态检测能力不足、输出具有滞后性等问题，研制了基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)的电火花线切割自整定脉冲电源。该电源将放电状态检测模块和波形调整模块集成在FPGA内部，避免了信号在不同器件间传输的延迟。通过高速A/D采样精准识别每个脉冲的放电情况，并根据不同放电状态实时调整脉冲输出频率，抑制有害放电状态，提高有效放电脉冲的比例。实验结果表明：与采用等频率脉冲电源加工相比，自整定脉冲电源有效提高了连杆双向同步切槽机床的加工效率。该脉冲电源促进了往复走丝线切割机床向高效节能和自动化方向发展。     

导电 Si3N4 基复相陶瓷研究进展

Si_3N_4陶瓷具有优异的力学性能和导热性能,然而其固有的高硬度和脆性极大地限制了其加工性能。通过添加导电相改善Si3N4陶瓷的导电性能可实现对Si_3N_4陶瓷的电火花加工。添加的导电相主要包括钛基化合物(TiN、TiC、TiC N、TiB_2)、锆基化合物(Zr B_2、Zr N)和MoSi_2等导电陶瓷以及碳纳米管(CNT)、碳纳米纤维(CNF)、石墨烯纳米片(GNP)等导电碳基纳米材料。本论文详细回顾了Si_3N_4基导电陶瓷的研究进展,并对今后Si_3N_4基导电陶瓷的发展趋势进行了展望。     

连杆应力槽双向同步电火花线切割机床设计

针对连杆应力槽的加工效率、设备制造成本、两侧应力槽一致性、恒切深等问题,在单杆切槽机床的基础上,提出了一种双向同步电火花线切割加工应力槽设备。设计了支撑平台、切槽平台、对中平台、适配平台等机械结构,研制了基于STM32F103单片机的专用脉冲电源,开发了基于三菱PLC的控制系统;采用了双向同步切割的加工模式,研究了各因素对切槽宽度的影响;采用了优选参数,研究了样机与单杆切槽机床的加工效率。研究结果表明:电流因素对切槽宽度影响最大,样机能实现对连杆应力槽更高效率的双向同步切割,保证了良好的切槽质量与较低的设备制造成本。     

双工位分时互补电火花线切割加工工艺研究

针对常规电火花线切割同时加工多工件时出现放电不均匀,从而导致加工槽宽不一致的问题,提出了双工位分时互补电火花线切割加工的方法。该方法充分利用了脉间时间,采用多路脉冲分时互补供电加工方式,从而有效避免了加工过程中工件之间的互相干扰;在工艺试验中,采用了直径0.18 mm的钼丝作为工具线电极,厚度为8 mm的模具钢作为工件材料,探究了加工电压、运丝速度、电源频率、进给速度和脉间倍数对加工槽宽的影响规律,并对比分析了单路供电与分时互补供电方式下,双工位加工槽宽的一致性。研究结果表明:采用分时互补电火花线切割加工方法同时加工双工位工件的槽宽一致性更好;经试验优化,在加工电压为70 V、脉间倍数为5、进给速度20μm/s、电源频率14 kHz、运丝频率35 Hz时一致性最好。     

多工位内齿轮电解加工机床的研制

航空发动机和新能源汽车传动轴上的内齿或花键很多是在盲孔内壁上加工，现在大多采用逐齿插削，效率低、刀损大，后续还有去毛刺要求；挤压工艺设备昂贵、工艺复杂、对高硬材料并不适合。提出一种内齿电解加工新工艺，研制了一台多工位电动汽车传动轴内齿加工机床，主要工作包括机床结构设计、控制系统开发等，进行了基础工艺实验，效果良好，设计达到预期目的。     

基于Mixup数据增强的CNN-GRU深度学习电火花线切割放电状态识别

针对电火花线切割放电状态识别中，数据集样本较少导致训练模型准确率不高的问题，提出基于Mixup数据增强的CNN-GRU网络算法。该算法首先使用Mixup数据增强对原始的电火花波形数据进行数据增强，通过线性插值对数据进行混合，得到新的扩容之后的数据集；随后使用增强的数据集训练CNN-GRU模型，并用该模型进行分类。经实验表明，使用Mixup数据增强的CNN-GRU模型能有效的识别出数据中的“时序特征”与“局部特征”，且模型的准确率达到了96%。