微細(xì)電火花線切割加工裝置的研制.pdf

1、微小型元件和結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工業(yè)中有著越來越廣泛的應(yīng)用，隨著科技發(fā)展，人們對(duì)這些元件和結(jié)構(gòu)的要求越來越高，從而對(duì)微細(xì)加工裝置提出了更高的挑戰(zhàn)。微細(xì)電火花線切割加工技術(shù)（Micro-WEDM）因其非機(jī)械接觸式切除工件的加工特性，非常適合加工微小型元件和結(jié)構(gòu)，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高精度的工件。本文為了研究微細(xì)電火花線切割加工特點(diǎn)，在多功能加工系統(tǒng)基礎(chǔ)上研制出一臺(tái)桌面型微細(xì)電火花切割加工裝置。
　　本文首先分析了微細(xì)電火線切割加工裝置的各項(xiàng)關(guān)鍵技

2、術(shù)，設(shè)計(jì)裝置硬件部分。一般微細(xì)線切割裝置的組成部分由于體積和造價(jià)等原因并不適用小型桌面線切割裝置，故對(duì)其組成部分如走絲系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化。走絲系統(tǒng)包括張力控制機(jī)構(gòu)、速度控制機(jī)構(gòu)、精密導(dǎo)輪和加工機(jī)構(gòu)。為了提高走絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)走絲進(jìn)行理論分析并建立數(shù)學(xué)模型，分析電極絲振動(dòng)理論，提出了保持走絲系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施。使用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得到各走絲參數(shù)（絲速、張力值和包角）對(duì)電極絲振動(dòng)振幅的影響因子，并得到最佳走絲參數(shù)組

3、合，在最佳參數(shù)組合下驗(yàn)證走絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性，證明數(shù)學(xué)模型和振動(dòng)分析的合理性。
　　根據(jù)微細(xì)電火花線切割加工的特點(diǎn)，開發(fā)數(shù)控加工系統(tǒng)。軟件控制程序在Windows2007操作系統(tǒng)下，基于LabVIEW軟件編寫完成。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的控制精度是由微三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)保證的，線切割控制程序主要是基于微三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的庫函數(shù)編寫的，程序共分四個(gè)功能模塊，包括初始化模塊、粗對(duì)刀模塊、精確對(duì)刀模塊與加工模塊。利用電流傳感器和放大電路檢測(cè)加工放電回路中的電流并轉(zhuǎn)

4、化為電壓信號(hào)，使用數(shù)據(jù)采集卡收集電壓信號(hào)并輸入到上位機(jī)控制程序中，控制程序通過分析和處理控制采集到的電壓信號(hào)，判斷微細(xì)電火花線切割加工狀態(tài)，并根據(jù)這些電壓信號(hào)做出相應(yīng)的加工進(jìn)給或回退動(dòng)作。
　　為了驗(yàn)證微細(xì)電火花線切割加工裝置的加工能力和穩(wěn)定性，使用Φ30μm黃銅絲作為電極絲在紫銅片上進(jìn)行正交切槽加工試驗(yàn)，利用極差分析法來找到電參數(shù)對(duì)加工凹槽寬度的影響因子，以及最佳組合電參數(shù)。利用優(yōu)化的電參數(shù)，使用Φ30μm的電極絲進(jìn)行加工槽實(shí)驗(yàn)