电火花微孔加工中工具电极振动研究

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1、犬裡－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕土享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ电火花微孔加工中工具电极振动研究机械制造及其自动化学科专业＿＿一作者姓名变—伟＿—余祖元—―遣指导教师教—２０１５年６月４日答辩日期—硕士学位论文电火花微孔加工中工具电极振动研究ＥｌｅｃｔｒｏｄｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｍｉｃｒｏｈｏｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｂｙＥＤＭ作者姓名：李伟学科、专业：机械制造及其自动化学号：２１２０４０６１指导教师：余袓元教授完成曰期

2、：２０１５年５月２１日泛理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：电火花微孔加工中工具电极振动研究作者签名：务日期：＞／＾年／月日

3、今大连理工大学硕士学位论文摘要电火花加工可加工任意导电材料，并且在加工过程中工件与工具电极不接触，为非接触加工。微细电火花可加工微型孔及其他形状的微型腔，且加工能力与工件材料的硬度、强度无关。微细电火花加工技术广泛应用在喷油嘴及航空发动机祸轮叶片的微细孔加工和微模具制造上。电火花加工中工件与工具电极在工作液中达到一，，，定间隙形成脉冲火花放电使得工件部分材料溶融、气化，加工过程中工件与工具电极间不存在机械接触力。但是静电吸引力、电磁力、工作液流动冲刷力、放电爆炸力和气泡的膨胀与坊塌带来的反应力等非接触力存在于加工区域中，。电火花线切割加

4、工中前述力引起电极丝的振动影响加工精度。电火花微孔加工中存在同样的问题，但目前很少有文献涉及电火花微孔加工中工具电极的振动问题。本文在现有的卧式微细电火花加工机床的基础上一，编制了套机床数控程序，主要包括坐标显示及原点设定、快速定位、单步进给、工具电极加工、微孔加工、主轴旋转控制、位置探测、停止加工、加工过程信号显示模块，为完成本论文的实验研究奠定了基础。本文基于弹性力学，建立了工具电极振动理论模型，并设计实验验证了模型准确性一及实际应用的可行性，５组。实验验证的结果表明，在同实验条件下加工１微孔，有１４０组微孔的孔径理论计算值和实际测量值差

5、值绝对值在．２５ｍｎ到２．５６ｕｉｎ之间，其相对误差在３％以下；在９组微孔的模型应用性验证实验中，有８组微孔的孔径理论计算值与实际测量值差值绝对值介于Ｏ．ｌｌｕｍ到２．０４ｕｍ，其相对误差在３％以下；在６组不同实验条件应用性验证实验中，６组微孔的孔径理论计算值与实际测量值差值绝对值介于０．１３ｕｍ到２．８４ｕｍ，其相对误差均在３％以下。证明了电极振动理论模型的有效性。本文对实验结果对比中的误差原因进行了分析，并探索了不同实验条件下理论模型的可用性。本文亦探索了不同电压、电容等电参数条件对微孔加工中工具电极振动的影响，研宄发现工具电极变形幅值随电压

6、增大而增大，随电容增大先变小后变大。关键词：微细加工；工；电火花具电极振动Ｉ电火花微孔加工中工具电极振动研究ＥｌｅｃｔｒｏｄｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｍｉｃｒｏｈｏｌｅｄｒｉｌｌｉｎｂＥＤＭｇｙＡｂｓｔｒａｃｔＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅｍａｃｈｉｎｉｎｇ（ＥＤＭ）ｉｓｕｓｅｄｔｏｒｅｍｏｖｅｍａｔｅｒｉａｌｆｒｏｍａｎｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｏｕｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｏｏｌｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｎｄｗｏ

7、ｒｋｐｉｅｃｅ．ＭｉｃｒｏＥＤＭｃａｎｄｒｉｌｌｍｉｃｒｏｈｏｌｅｓａｎｄｅｎｅｒａｔｅｍｉｃｒｏｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｒｅａｒｄｌｅｓｓｇｇｌｉｔｈｅｉｒｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｉｔｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｒｉｌｌｍｉｃｒｏｈｏｅｓｎｆｕｅｌｎｏｚｚｌｅｓａｎｄｍａｃｈｉｎｅｍｉｃｒｏｍｏｌｄｓ．ＩｎＥＤＭｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｍｅｌｔｅｄａｎｄａｒｔｉａ