微細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用，隨著科技發(fā)展，人們對這些元件和結(jié)構(gòu)的要求越來越高，從而對微細加工裝置提出了更高的挑戰(zhàn)。微細電火花線切割加工技術(shù)（Micro-WEDM）因其非機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)，特別是復雜結(jié)構(gòu)和高精度的工件。本文為了研究微細電火花線切割加工特點，在多功能加工系統(tǒng)基礎(chǔ)上研制出一臺桌面型微細電火花切割加工裝置。
　　本文首先分析了微細電火線切割加工裝置的各項關(guān)鍵技

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

3、合，在最佳參數(shù)組合下驗證走絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性，證明數(shù)學模型和振動分析的合理性。
　　根據(jù)微細電火花線切割加工的特點，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。運動系統(tǒng)的控制精度是由微三維運動平臺保證的，線切割控制程序主要是基于微三維運動平臺的庫函數(shù)編寫的，程序共分四個功能模塊，包括初始化模塊、粗對刀模塊、精確對刀模塊與加工模塊。利用電流傳感器和放大電路檢測加工放電回路中的電流并轉(zhuǎn)

4、化為電壓信號，使用數(shù)據(jù)采集卡收集電壓信號并輸入到上位機控制程序中，控制程序通過分析和處理控制采集到的電壓信號，判斷微細電火花線切割加工狀態(tài)，并根據(jù)這些電壓信號做出相應的加工進給或回退動作。
　　為了驗證微細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行正交切槽加工試驗，利用極差分析法來找到電參數(shù)對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的電極絲進行加工槽實驗