高效精密綠色數(shù)控電火花成型關(guān)鍵技術(shù)研究及應用.pdf

1、針對電火花成型加工提高效率、精度和環(huán)境友好性的問題，論文聚焦高效驅(qū)動、精密成型、綠色加工三個技術(shù)方向，通過直線驅(qū)動的配重擾動抑制、電極損耗的預變形精密補償、水幕機罩的綠色凈化和集成平臺等關(guān)鍵技術(shù)及應用的研究，提高成型機的綜合加工性能，實現(xiàn)數(shù)控電火花的高效精密綠色成型。
　　在分析課題背景和研究意義后，論文提煉了當前國內(nèi)外對幾個關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀和不足，并提出本文所研究的關(guān)鍵技術(shù)點。
　　研究了面向高效驅(qū)動的配重擾動補償技術(shù)。

2、針對傳統(tǒng)驅(qū)動方式的不足，設(shè)計了主軸的直線驅(qū)動結(jié)構(gòu)。面對配重系統(tǒng)在高速驅(qū)動中引起的擾動問題，提出了實時精密補償技術(shù)。分析了配重平衡力波動和配重摩擦力波動這兩個引起主軸振動的主要因素，利用等熵一元絕熱氣流模型和改進的Stribeck模型，分別建立平衡力波動和摩擦力波動模型，并通過擾動量的等效動態(tài)補償，結(jié)合雙PID解耦和模糊PID控制，有效抑制了主軸的振動，提高了主軸的位置控制精度和反饋速度。仿真和實驗對比結(jié)果表明，采用配重擾動補償控制技術(shù)的

3、直線電機立式驅(qū)動，速度跟蹤響應快，不僅極大抑制了主軸在高低速和交向驅(qū)動時呈現(xiàn)的爬行和抖振現(xiàn)象，而且超調(diào)也得到了明顯的改善，減少了主軸的位置誤差，實現(xiàn)主軸的高效驅(qū)動。
　　研究了面向精密成型的電極損耗預變形補償技術(shù)。針對電火花加工中，電極的損耗帶來加工精度下降的不足，提出了基于預變形的電極補償技術(shù)，實現(xiàn)了一個電極完成全程精密成型，避免了電極更換，提高了加工精度和加工效率。按不同工況，研究了不同的預變形技術(shù):在微細損耗工況下，提出了曲

4、率偏置補償技術(shù);在大損耗量工況下，提出了基于放電間隙的分層補償技術(shù)。仿真和實驗對提出的補償技術(shù)進行了驗證，結(jié)果表明成型零件的幾何平均誤差達到了電火花精密成型標準。
　　研究了面向綠色加工的水幕式氣霧凈化技術(shù)。分析了放電加工中電離氣霧產(chǎn)生和擴散的機理，從減少對主軸系統(tǒng)的精度影響和提高環(huán)境友好性出發(fā)，設(shè)計了水幕式凈化機罩。構(gòu)建了基于附壁理論的水幕形成模型，利用初級破碎理論建立水幕連續(xù)性方程模型，系統(tǒng)分析了射流從出口到水幕形成的全過程。

5、以射流速度、入射角、附壁長度和附壁傾角作為四個典型因素，分析對附壁形成難易程度、水幕長度和水幕質(zhì)量的影響。設(shè)計了固結(jié)與主軸的凈化機罩和循環(huán)凈化技術(shù)，實現(xiàn)電火花的綠色成型加工。
　　關(guān)鍵技術(shù)集成應用平臺研發(fā)。以關(guān)鍵技術(shù)的集成應用研發(fā)為主線，把高效驅(qū)動技術(shù)，精密成型技術(shù)和綠色凈化技術(shù)集成到樣機上，并進行了設(shè)計和開發(fā)，通過實驗驗證電火花成型加工的綜合性能。
　　最后，論文總結(jié)了研究內(nèi)容、本文的主要創(chuàng)新點，分析了電火花成型加工未來的