一、数控电火花机床的性能及选用（论文文献综述）
赵朝夕[1]（2020）在《大型精密电火花成形加工机床的热态及动态特性研究》文中研究说明整体式涡轮盘是现代航天发动机的核心部件,通常由难加工的高温合金制成,且结构复杂。传统的机械加工方法对该类零件的加工能力较差,目前大型电火花成形加工机床已逐步成为整体式涡轮盘等大型复杂零件的主流加工装备。该类零件的特点是加工精度高、周期长,这对电火花加工机床的精度、效率和稳定性提出了更高的要求。对于中小型电火花加工机床,其热变形和振动问题与金属切削机床相比体现得较不明显,因此,人们对电火花加工机床的热态和动态特性关注也较少。然而,大型电火花加工机床的加工面积大、连续加工时间长、运动部件的质量大,主轴的热变形和振动会造成主轴头的位移和动力学特性的变化,已经成为影响加工精度和稳定性的主要原因之一,必须引起足够的重视。在热态方面,长时间大面积加工时积累的热量会导致主轴的热变形;在高速抬刀时,系统的大惯量会使主轴部件发热明显,也会降低加工精度。在动态方面,在高速抬刀运动中,尤其在使用大尺寸电极加工时,电极的液动力会造成主轴头的振动和冲击,进而改变间隙放电状态,影响加工效率和稳定性。为此,本文结合电火花加工的特点,以A2190大型牛头滑枕式精密六轴联动电火花成形加工机床为研究对象,对大型电火花成形加工机床的热态和动态特性进行研究,以提高机床的加工精度和稳定性。对放电加工的热、主轴驱动系统中元件的发热和环境温度的波动进行建模,分别探讨了以上热源对大型电火花成形加工机床温升和热变形的影响规律。研究了加工区热源,为提高机床热态特性分析的计算效率,提出了加工区的等效连续热源模型,并验证了模型的有效性。基于该等效热源模型,分析了机床长时间加工的稳态传热过程,揭示了主轴和工作台的热变形规律。研究了主轴驱动系统的温升和热变形,搭建主轴温升和热变形位移的测试系统。在机床空载情况下模拟主轴的抬刀运动,同步测量机床的温升和热变形。研究了环境温度对机床热特性的影响,从温度梯度、平均环境温度、温度波动的频率及幅值几个方面展开。研究了加工区传热模型中主要参数以及环境温度对主轴头温升的影响规律。以加工热为边界条件,提出了一种模拟电火花加工机床热平衡实验的方法。得到机床主轴和工作台的瞬态温度场、热变形和热平衡时间,并进行了实验验证。将模糊聚类分析法和相关性理论相结合,筛选出机床的热敏感点,建立了基于RBF神经网络的热变形预测模型,并应用该模型探讨了抬刀周期对主轴热变形的影响规律。基于建立的热变形预测模型,选取半闭环前馈补偿方法对机床不同工况下产生的热变形进行补偿,实现了机床热变形的控制。高速抬刀运动是造成电火花加工机床冲击和振动的重要原因。基于拉格朗日方程建立了主轴进给系统模型,并对机床的主轴立柱单独进行模态分析,为后续动力学分析奠定基础。对比了梯形速度、常数加加速度和正弦加加速度三种抬刀控制策略的运动学特性。建立了抬刀运动中主轴头瞬态载荷的数值模型,尤其是针对电极在上升和下降过程中受到工作液的吸附和挤压作用,推导了压差阻力的表达式,得到压差阻力的变化规律,并验证数值分析方法的正确性。分别建立了三种控制策略下,主轴周期性抬刀运动中进给驱动系统的动力学模型,揭示了电极的运动与主轴头惯性力和液动力之间的关系。通过实验测量电极运动过程中主轴头的位移,探究了抬刀速度对主轴振动参数的影响规律。根据放电波形的特点提出了电压电流上升沿和下降沿检测方法,实现了放电波形和击穿延时的识别和统计。基于该检测方法研究了不同抬刀速度和加工时间下的放电率和击穿延时,得出了主轴的振动对放电状态的影响规律。研究了从进入加工状态到主轴振动结束这段时间的加工间隙的流场和颗粒分布,判断抬刀运动引起的主轴低频振动能否有效排出放电间隙中的电蚀产物。最后应用主动阻尼控制法来控制主轴的振动,建立了进给驱动系统的仿真平台,并验证其有效性。
朱国征[2]（2014）在《微细电火花加工微喷阵列孔孔径一致性及相关装置的研究》文中提出具有微喷阵列孔的结构件是工业用喷墨打印机喷头、喷油嘴和喷丝板等部件的重要组织部分，微喷阵列孔的作用是喷射具有一定粘度的墨水、雾化油等液态介质。微喷阵列孔的孔径一致性决定了喷射质量，如工业用喷墨打印机上微喷部件的阵列孔孔径一致性直接影响了墨滴速度、墨滴大小以及墨滴在移动的纸张或布料上的均匀分布，从而直接影响打印质量。作为打印机的核心部件，微喷部件被国外生产厂垄断，主要原因是打印机微喷部件的阵列孔孔径一致性难以保证，尤其是我国在微细电火花加工领域暂未实现工业化加工微喷阵列孔。因此，国内打印机生产商只能依靠进口喷头，严重制约了我国工业用喷墨打印技术的发展。本文针对微喷阵列孔孔径一致性尚未解决这一技术难题，分别进行了微喷阵列孔微细电火花加工系统中关键部件如加工支撑平台、CCD视觉检测系统、真空吸盘工件装夹装置和旋转主轴等部件的设计与研制、宏微复合驱动数控系统的研制、工作液供给条件控制和电极损耗及其补偿技术等方面的研究。为最大限度地减少外部振动干扰对微喷阵列孔孔径一致性的影响，需要提高加工系统的抗震性和稳定性。在对微细电火花加工微喷阵列孔特点进行分析研究的基础上，采用隔振防震措施，完成了具有良好抗振稳定性的花岗岩龙门结构的微喷阵列孔微细电火花加工系统的研制。该加工系统具有块电极磨削和线电极磨削相结合的电极在线制作功能，具有电极直径和微喷阵列孔直径CCD在线测量等功能，为提高微细电火花加工微喷阵列孔的一致性，提供了良好的加工平台。为兼顾丝杠螺母副宏驱动系统的大行程、低精度、低速响应与压电陶瓷微驱动系统的小行程、高精度、快速响应的特点，研制了基于PMAC运动控制卡的宏微复合驱动数控系统，实现了微喷阵列孔微细电火花加工系统的大行程、高精度定位和快速响应。压电陶瓷微驱动系统的高精度和快速响应实现了电极损耗的微量补偿和微伺服进给的快速响应，提高了微喷阵列孔自动加工中放电状态的稳定性，为提高微喷阵列孔孔径一致性提供了可靠的硬件支撑。为考察工作液特性对微喷阵列孔加工的影响，进行了以去离子水和煤油作为工作液的微细电火花加工微喷阵列孔的试验研究，研究发现在去离子水工作液中加工具有加工间隙大、冲水排屑效果好、放电加工状态稳定、加工速度快等优点，有利于提高微喷阵列孔的孔径一致性。为进一步提高微喷阵列孔孔径的一致性，对去离子水工作液加工间隙进行了流场仿真研究，分析了冲水流速、冲水角度及电极旋转速度对加工间隙内流速分布和流速大小的影响，根据仿真结果的后续试验验证表明：调整冲水角度、提高冲水流速和电极转速有利于提高间隙内流速、改善排屑效果、提高微喷阵列孔微细电火花加工中加工状态的稳定性，从而提高了微喷阵列孔的孔径一致性。为降低电极损耗对微喷阵列孔孔径一致性的影响，研究了单电极微细电火花加工微喷阵列孔的工具电极损耗特性。通过合理选择加工条件和优化脉冲电源参数，降低了微喷阵列孔加工中工具电极相对损耗率。建立了微喷阵列孔微细电火花加工电极损耗模型，提出了结合定长补偿和分组检测变量补偿的电极损耗补偿方法，减小了电极损耗过量补偿或欠补偿对加工孔径的影响，提高了微喷阵列孔的孔径一致性。为控制微细电火花加工的加工间隙波动对微喷阵列孔孔径一致性的影响，进行了脉冲电源参数对微喷阵列孔微细电火花加工的加工间隙、加工效率和加工质量影响的试验研究。以此为基础进行了微喷阵列孔微细电火花加工的小批量试验研究，己成功地加工出160组、每组256个阵列孔、孔径小于50^1@、孔径偏差小于的微喷阵列孔部件。并进行了更小尺寸微喷阵列孔加工的探索试验，实现了￠30(^1和￠20(^1微喷阵列孔的加工，验证了本文研究的微喷阵列孔微细电火花加工方法加工微小尺寸微喷阵列孔的可行性。总之，本文对微细电火花加工微喷阵列孔的加工装备及加工工艺方法进行了系统的研究，解决了目前我国工业用喷墨打印机微喷部件关键结构的加工及其孔径一致性难于保障的技术难题，为我国自主研发工业用喷墨打印机喷头和促进工业用喷墨打印技术的发展奠定了基础。
陈天杰[3]（2019）在《注塑模具模腔电火花加工自动编程及加工仿真系统开发》文中研究说明在现代模具制造企业中,电火花成形加工技术的应用已逐步成为主流。合理选择工艺参数能够有效保证加工效果;准确进行电火花加工时间的预估能有效保证企业安排生产计划,且能够显着提高模具制造效率。本文基于企业实际需求,设计开发了牧野电火花加工机床的自动编程及加工仿真系统。主要研究内容如下:1、详细分析牧野电火花加工机床的数控程序构成及工艺参数选择原则,基于.NET平台进行牧野自动编程系统的设计与开发,同时基于SQLite进行工艺参数数据库的设计。2、针对企业常用的电极材料与工件材料,结合企业常用的放电间隙及工艺参数,开展电火花加工的加工速度试验研究,获取一定加工条件下电火花加工的加工速度。3、在试验所得加工速度的基础上进行加工速度参数库的设计,同时进行加工仿真系统的开发,实现加工过程模拟及加工时间预估功能。4、对自动编程及加工仿真系统进行应用,一方面对由自动编程系统生成的数控程序进行校验,另一方面对由加工仿真系统预估的加工时间进行验证分析。
丰树礼[4]（2014）在《大型梁柱复合式龙门电火花机床设计研究》文中研究说明机床是制造业的“工作母机”,代表着一个国家制造业水平,从某种意义上讲,可以折射出一个国家的工业发展水平。高档数控机床对一个国家的航空航天、模具制造、科学研究、精密机械、高精医疗设备等领域,都具有不可替代的作用。近年来,随着我国国民经济建设和国防建设步伐加快,社会对高档数控机床的需求日益提高。高档数控机床受制于国外的格局仍会制约我国制造业整体水平提升,影响我国现代工业的发展进步,因此开发研制具有自主知识产权的大型电火花数控机床有着重要现实意义。研制大型电火花机床应首先解决机械结构设计问题,这是机床性能、精度和可靠性的基础与保证。本文摒弃常规电火花机床单悬臂牛头横梁结构,创新性的设计龙门横梁结构,保证机床整机结构布局合理,横梁部件结构刚性大幅提高,驱动系统的驱动性能得以改善。工作液槽是电火花机床重要的辅助装置,本文还从机械结构方面设计了一种适合大型龙门结构火花机的工作液槽。围绕本课题的核心问题,本文对大型电火花机床进行了有针对性的设计研究,主要完成如下工作：（1）从电火花成形加工对火花机的要求入手,设计一款适用于大型加工工件的电火花加工机床,根据技术需求对机床的整体布局方案进行了设计与研究,包括机床的床身结构,龙门架结构,主轴结构等。为了提高机床的加工效率选择了双龙门的布局形式,为了提高加工精度采用了横梁简支受力结构。总体来说,这是一款采用梁柱复合结构的双龙门大型电火花成形机床,并已申报国家发明专利。（2）工作液槽是电火花机床重要的辅助装置,是工作液循环系统的重要组成部分。通过对电火花机床工作液循环系统的介绍和研究,本文特别针对对本大型电火花成形机的工作需求,重点设计大型电火花机工作液槽的折叠门结构研究门的启动关闭、密封和自锁等关键技术,并为此申报国家发明专利。（3）对所设计的电火花成形机床的主要运动部件,如横梁、动立柱、主轴进行了详细设计分析。从大型结构件比刚度概念出发,对传统悬臂牛头结构和本文龙门结构两种大型电火花机床相关技术部件进行分析比较,验证了龙门结构的优越性。（4）通过对直线电机和旋转电机驱动的比较分析,本文对大型电火花机床的X、Y、Z三轴的驱动方式进行了选型研究,对其驱动结构进行了详细设计,对其中的X轴长跨距滚珠丝杠的振动问题进行了极限分析,提出了减振提速的可行性技术方案。
明杨[5]（2020）在《高频气中电火花加工放电状态检测与伺服控制系统设计》文中提出随着制造业不断向绿色化发展,气体介质电火花加工相较于煤油介质电火花加工以其绿色无污染、电极损耗低、放电凹坑大而浅的优点,被认为是一种新型的电火花加工技术。有研究者发现气体介质放电通道扩展迅速,能量多集中于放电通道形成初期,且低能量的放电反而使能量高效率进入火花,因此有必要对高频窄脉宽下的气体介质电火花加工进一步研究,然而高频气中电火花放电稳定性差,短路率高成为限制其进一步提高加工效率的关键因素。因此本文将在前人研究的基础上,对高频气中电火花的加工特性进行分析研究,制定适用于高频气中电火花加工的检测和控制策略,从而提高其加工效率。首先,了解高频气中电火花放电特点和加工特性是进行检测和控制策略制定的重要依据。通过对比气体介质与煤油介质电火花加工在高频脉冲电源下的加工特性,发现高频气中电火花加工具有短路率高,放电脉冲不连续,对间隙变换敏感的特点。同时,通过气中电火花加工实验采集放电波形,对不同脉冲频率下的放电脉冲与电弧脉冲进行分析比较,确定检测特征,指导后续有效脉冲检测电路设计;由于高频气中电火花对放电间隙变化较为敏感,本文通过实验研究了与放电间隙有关的伺服控制参数对放电状态的影响,确定了以伺服参考电压和伺服进给速度作为控制系统的输出量。其次,对气中电火花加工机床结构组成及功能分析,设计了适用于气中电火花加工机床的数控系统软件,为后期引入模糊控制算法,进行在线调整提供了良好的软件平台。参考前文中对高频气中电火花放电波形的分析,设计了基于CPLD的有效放电脉冲检测电路,CPLD依据比较器输出信号的上升沿和高电平持续时间对击穿延时时间进行检测来判断波形种类,并进行计数统计、传输至上位机中。最后,在Matlab模糊控制工具箱中完成了以放电率和短路率为输入、以伺服参考电压和伺服进给速度为输出的模糊控制算法设计与仿真,基于第二章中伺服控制参数对高频气中电火花影响的实验分析,设计了以短路率为区分的针对不同加工阶段的模糊控制规则表。通过Matlab与Visual Studio的联合编程,在数控系统中完成了模糊控制算法的实现,并通过对比仿真结果和实验结果,验证了该系统的有效性。
雷琼先[6]（2014）在《多工位多轴联动闭式整体叶轮电火花加工关键技术研究》文中研究表明“电火花加工技术”是一种精密特种加工的重要工艺技术。由于电火花能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件,加工时无切削力,不产生毛刺和刀痕波纹等缺陷[1]，加工时无晶格之间切削变形应力、工具电极材料无需比工件材料硬等优点，因此广泛应用于各种硬、脆材料的加工，具有复杂形状的型腔模具和零件的加工，各种深细孔、深槽、窄缝、异形孔加工，各种成形刀具等工具和量具的制造，尤其是在高复杂性、高精度、低刚度、难加工材料等加工领域获得了飞速的发展和广泛的应用。闭式整体叶轮是复杂形状零件的典型代表，特别是钛合金闭式叶轮，它是集难加工形状和难加工材料一体的复杂零件。本课题针对这类型闭式叶轮，提出了电火花加工闭式整体叶轮的加工新方法，设计了多工位多轴联动数控电火花加工闭式叶轮专用机床。本文主要进行以下的工作：一．分析现有闭式（含开式）叶轮的加工工艺和加工中所面临的困难和技术瓶颈。二．重点对目前数控电火花加工闭式整体叶轮机床、五轴加工机床加工和成型专用机床结构及在实际生产中遇到的主要问题进行研究与分析，找出闭式整体叶轮加工中最大问题：加工效率极其低下、成本特别高，提出了多工位同时加工的创新工艺，并且针对闭式叶轮大面积放电加工特点，设计了多工位、强力电火花成形专用机床。提高闭式叶轮加工效率46倍，探索出一种多电极联动模拟闭式叶轮复杂曲面的简化加工方法。三．进一步优化加工工艺及优化电极设计方法，提出了铣削粗加工、电火花精加工的加工方法、以及电极分区、拟合的综合工艺方案，解决闭式整体叶轮形状复杂，导热性差、强度大，电极运动空间狭窄等难题并大大减少传统加工所需电极数量。四．采用Pro/ENGINEER，CAD/CAM进行三维实体造型、运动仿真对闭式叶轮和专用机床进行辅助设计；再采用专业的编程软件HyperMILL，进行闭式叶轮加工编程，发挥HyperMILL专门的强大的多轴编程模块功能，最大限度优化进刀方式，减少电极数量。本课题是一个创新加工工艺及创新专用设备设计课题，目的是解决长期困惑制造业的闭式整体叶轮加工效率低下、质量低劣的问题。以典型钛合金闭式整体叶轮加工为研究对象，初步分析了闭式整体叶轮材料特点和复杂型面构成，针对目前电火花机床加工效率及电极设计所面临的难题和技术瓶颈，设计了解决上述问题的专用设备，编程仿真闭式整体叶轮加工结果，并用于指导实际生产，获得了较好的加工效果。在闭式整体叶轮加工中，具有一定的参考价值。
郭锐[7]（2007）在《基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究》文中认为由于可以获得较高的精度和良好的表面质量,微细电火花加工已经成为微细工具和微细零部件制造的重要手段之一。微细电火花加工是在突破微细电极在线制造这一瓶颈后才获得飞速发展的,之后在学术界和产业界的共同努力下,微细电火花加工专用机床也逐步研制出来,为微细电火花加工技术的研究提供了强有力的平台支持。数控系统是数控机床的核心,微细电火花加工数控系统与加工工艺密切相关,因此本文开展了微细电火花加工数控系统的研究工作。本文首先分析了微细电火花加工系统的设计要点,进行了数控系统的总体设计。提出了直线电机+直线光栅尺的全闭环运动控制方案,取消了从电机到工作台的一切中间环节,提高了系统的运动精度和灵敏度,同时也分析了在微细电火花加工中应用直线电机所需注意的问题。开放源码和基于Internet的协作开发模式带给Linux更强的稳定性和健壮性,而且软件资源丰富,成为数控系统理想的软件开发平台。RTAI和RTLinux是目前仅有的硬实时Linux,本文分析了RTAI和RTLinux的特点,在实时任务和实时内核之间设计了实时抽象层,封装了RTAI和RTLinux的编程接口,为实时任务提供了一致的API,基于实时抽象层开发的实时任务在无需修改源码的情况下,可以在RTAI或RTLinux下编译运行。PMAC运动控制器是一个实时多任务计算机系统,可以实现复杂的实时运动控制任务。本文基于PMAC运动控制器实现了上下位机体系结构的微细电火花加工数控系统;针对直线电机提出了PID+速度前馈+加速度前馈的运动控制算法,提高了系统的响应速度和控制精度,并不失稳定性;研究了定位误差补偿技术,构建了直线运动定位误差补偿表,获得了较高的定位精度。通过运动轨迹缓冲和分段实现了电火花加工特有的回退运动,基于Linux操作系统开发了译码、界面和工艺数据库,系统功能稳定,使用方便,满足了微细电火花加工的要求。为了获得较高的加工精度,微细电火花加工必须在线测量电极的尺寸。这是因为如果离线测量然后二次安装加工,那么安装误差将影响加工特征的最终精度。为了使数控系统具有在线测量电极的功能,本文在对显微成像系统进行光学分析的基础上,基于机器视觉技术构建了微细电极在线检测系统,系统由卤素光源、变焦显微镜头、CCD摄像机和6自由度支架组成,具有1.61μm的分辨率。在Linux操作系统下,基于V4L2 API开发了图像采集程序,使用mmap（）内存映射方法获取图像数据。实现了IplImage数据结构和QImage类的转换,使图像既可以基于OpenCV进行处理,又可以基于Qt进行显示,通过Canny边缘检测算法提取了微细电极的边缘轮廓。后续实验表明系统在线测量值与扫描电镜离线测量值的相对误差在±5%以内,满足了微细电极在线检测的要求。为了验证数控系统的各项性能指标,本文在自行研制的微细电火花加工机床上进行了块电极电火花磨削实验和微三维结构电火花铣削实验,利用数控系统的视觉功能进行微细电极的在线测量和补偿,实验结果证明了本文开发的微细电火花加工数控系统的可行性、稳定性和可靠性,为我国研制出拥有自主知识产权的微细电火花加工数控系统奠定了坚实的基础。
杜文正[8]（2012）在《电火花线切割加工质量控制的研究》文中研究表明电火花线切割加工具有高精度、无切削力、高柔性、高精度等优点，在难切割材料、模具行业中得到广泛使用。电火花线切割加工质量模型的研究是当前电火花线切割加工技术研究的重点课题之一，对实现其高性能、高精度、高自动化加工具有重大意义。电火花线切割加工是一个多参数、复杂的过程，具有不确定性和随机性，很难建立精确的数学模型来反映加工工艺参数与质量指标之间的映射关系。人工神经网络具有很强的自学习、自适应和非线性映射能力，是一种有效的非线性建模手段。因此，本文基于人工神经网络的理论，结合大量的试验数据，建立了电火花线切割加工质量的人工神经网络预测模型。本文根据线切割机床的加工特点和控制要求以及快走丝线切割机床存在的问题，采用模块化设计思想，设计开发了一种基于Windows XP操作系统为平台的中走丝线切割机床数控系统。本系统以工业计算机和多轴运动控制器为硬件控制核心、实现了上位机（工控机）和下位机（运动控制器）的可靠通信及机床工作台运动控制，并以VB6.0为软件开发环境设计了友好的人机交互操作界面。该系统具有全绘图式编程、短路自动回退、自动切割等多种功能，通过适当的参数设置，可对工件进行自动多次切割。并且机床上安装有光栅尺，具有全闭环控制功能，可大大提高机床的加工精度和精度的保持性。论文对电火花线切割加工进行了试验研究。通过对试验方案的优选，确定采用正交试验设计。试验选用Cr12为切割材料，以切割速度Va和表面粗糙度Ra为试验指标；以脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、工件厚度、电压、丝速为试验因素，最终通过大量试验、分析和处理，得到了脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流、工件厚度、电压、丝速与工艺指标（加工速度和表面粗糙度）之间的关系曲线以及25组具有代表性的样本试验数据。论文在电火花线切割加工试验数据的基础上，结合人工神经网络具有很强的非线性建模能力，借助于MATLAB神经网络工具箱，实现了电火花线切割加工质量BP神经网络模型的训练及验证。结果表明，切割速度的预测值与实际值相对误差为5.1%～9.8%；表面粗糙度的预测值与实际值相对误差为4.5%～6.8%。这说明建立的BP神经网络模型经过训练后具有一定的预测精准度和泛化能力，能较好地反映工艺参数与工艺指标之间的非线性映射关系，具有实际应用价值。
李茂盛[9]（2010）在《五轴联动电火花加工机床及其复杂电极预装系统的研制》文中认为目前,先进国家的多轴联动电火花加工机床已经进入工业应用和商业销售阶段,而国内对多轴联动（五轴或六轴）电火花加工机床的研制尚处于起步阶段。由于多轴联动电火花加工机床的应用背景多涉及航空、航天、军事等敏感领域,所以国外对我国实行严格禁运。因此,研制具有自主知识产权的多轴联动电火花加工机床,对我国航空、航天、国防以及制造业的发展具有重大的现实意义。作为液体火箭发动机的关键零部件——喷嘴和涡轮盘,一直是制造业关注的焦点。但由于其材料及结构特征的特殊性,加工难度很大,多轴联动电火花加工技术是解决上述零部件加工的有效手段。本文针对五轴联动微细电火花加工机床和成形电火花加工机床设计中的共性技术,开展了五轴联动电火花加工机床的误差分析与设计研究工作;针对带冠整体涡轮盘的电火花加工中复杂电极检测与调整辅助时间过长,进而造成加工效率低下的问题,开展了复杂电极预装系统的研究工作。针对喷嘴切向小孔、斜向小孔的电火花加工要求,本文以多体系统运动学为理论基础建立了五轴联动微细电火花加工机床的拓扑结构及低序体阵列,应用齐次坐标变换原理推导出了五轴联动微细电火花加工机床的空间位置误差模型;并结合机床实际应用情况,简化了误差模型。以此为基础分别给出了五轴联动成形电火花加工机床及其复杂电极预装系统的简化误差模型。简化误差模型对于机床结构设计中各零部件的误差分配和最终整机的误差补偿具有一定的指导意义。针对喷嘴上切向小孔的微细电火花加工,本文在分析微细电火花加工对加工装备的技术要求基础上,结合推导出的简化误差模型,研制了一台五轴联动微细电火花加工机床。该机床由机械系统、电气系统及软件系统组成。主轴伺服控制系统是微细电火花加工机床的重要组成部分,对微细电火花加工的加工效率、加工质量及电极相对损耗等有很重要的影响。本文针对基于直线电机的主轴伺服控制系统进行了PID参数调整,调整完毕的系统具有分辨率高、精度高、速度快等优点,能够实现“短路、开路大位移运动,偏短路、偏开路小位移运动”的伺服进给控制策略;针对在航空、航天领域逐渐广泛应用的难加工材料,设计了高低压复杂脉冲电源,能够在满足精度要求的前提下,提高微细电火花加工的加工效率。带冠整体涡轮盘是一种典型的难加工材料、复杂型面零件,是五轴联动电火花成形加工的典型代表。本文依据其加工要求,并结合推导出的简化误差模型,确定了五轴联动成形电火花加工机床的总体方案和主要部件的设计精度指标。为提高机床的几何运动精度,本文提出了区间分割补偿算法。该算法能够保证在整个补偿区间内得到均匀补偿,保证区间内每一点的精度误差都能够达到最小,并以五轴联动成形电火花加工机床的C轴的回转定位误差补偿为例验证了该算法的正确性。复杂电极的位姿离线调整与检测是缩短带冠整体涡轮盘生产周期的有效途径和有益补充。本文依据复杂电极的位姿调整及检测要求,并结合推导出的简化误差模型,提出和研制了基于接触感知的导电式零件外形面的检测方法的面向带冠整体涡轮盘电火花加工的复杂电极预装系统,做到了电极检测与实际加工工艺的统一。为实现高重复定位精度的型面检测及避免在检测过程中损伤电极表面,设计了低电压外形检测电路;针对模型已知的复杂电极,通过UG二次开发功能提取检测曲面的采样点信息,依据采样点信息生成避障点信息及检测路径;将同一截面线的理论点和实测点信息在同一坐标系中采用3次均匀B样条曲线拟合;并以实测点为迭代初始点,利用Newton一维寻优方法在实测曲线上得到理论点的近似对应点（寻优点）;通过对比理论点与寻优点之间的距离在理论点法线上的投影长度与电极型面的设计公差,最终判断复杂电极的合格性和位姿调整的正确性。在本文研制的五轴联动微细电火花加工机床上,针对难加工材料TC4进行了大量的工艺实验,完成了切向小孔和多轴联动微细铣削的加工实验。针对某型复杂电极进行了位姿调整及检测实验,并采用检测合格的复杂电极完成了带冠整体涡轮盘的五轴联动电火花加工实验。
吴彦农[10]（2012）在《三元流闭式叶轮数控电火花加工技术研究》文中认为三元流闭式叶轮零件强度、刚性好，工作效率、可靠性高，越来越多应用于航空航天及先进透平机械领域。但是，三元流闭式叶轮结构复杂、可加工性差，且有些零件采用难切削材料，其整体制造已成为当今世界先进制造领域中正在力求解决，可尚未解决好的技术难题。在已经进行的较大尺寸的三元流闭式叶轮组合电加工技术的研究基础上，对小尺寸、具有大叶片与分流叶片间隔分布结构、流道更加弯扭的三元流闭式叶轮电火花整体制造工艺进行研究，通过分析三元流闭式叶轮的结构特点及加工难点，针对三元流闭式叶轮中的闭式复杂型腔（叶间流道）的加工难点，拟定了适合于闭式复杂三元流道的数控电火花加工工艺方案；制定了分区域、多电极、多工序的数字化电火花加工工艺路线。重点研究了三元闭式流道数控电火花加工工艺的若干关键技术，包括加工区域的划分，摇动加工方式的选择，对应多个近成形工具电极的设计制造，工具电极专用工装夹具设计制造，加工工序安排及工序余量分布，工序间数控程序的协调。基于制造技术集成创新理念，将数控电火花加工工艺与数字化制造进行技术集成，其核心为数字化建模与加工过程模拟仿真。在整个设计和工艺流程中充分利用数字化技术，采用统一的工艺基准和数据传递，建立了统一的数字模型，在CAD软件平台上利用二次开发的仿真模块，实现工具电极与工装夹具的动态装配，并对电火花加工过程进行仿真，从而实现工具电极以及加工轨迹的快速、精准设计，有效提高了工艺设计效率，减少了试验工作量。在工艺技术研究的基础上，试制加工了小型带有分流叶片复杂流道的三元流闭式叶轮，通过实际试制加工，对工艺参数的选择、夹具安装定位、电极精确对刀、加工结果的数字化检测及数据处理等关键问题进行了实践验证；最终试制加工的三元流闭式叶轮精度检测，符合设计要求。
二、数控电火花机床的性能及选用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数控电火花机床的性能及选用（论文提纲范文）
（1）大型精密电火花成形加工机床的热态及动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 研究的目的及意义 |
| 1.2 电火花成形加工机床的研究现状 |
| 1.2.1 电火花成形加工机床的发展趋势 |
| 1.2.2 大型电火花成形加工机床 |
| 1.3 电火花加工中热态问题的研究现状 |
| 1.4 机床温度和变形的测量方法 |
| 1.4.1 机床温度的测量方法 |
| 1.4.2 机床主轴变形的测量方法 |
| 1.5 电火花加工中动态问题的研究现状 |
| 1.5.1 电极的抬刀运动 |
| 1.5.2 抬刀运动引起主轴振动的控制方法 |
| 1.6 目前的研究中存在的问题 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 大型电火花加工机床热源分析及其对机床热变形影响的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机床的机械结构及主要技术参数 |
| 2.3 机床的主要热源分析及建模 |
| 2.3.1 放电加工热的计算 |
| 2.3.2 主轴传动系统中热源的计算 |
| 2.3.3 环境温度的传热模型 |
| 2.4 加工热对机床稳态温度场和热变形影响的仿真分析 |
| 2.4.1 仿真条件的设置 |
| 2.4.2 等效热源模型的建立及验证 |
| 2.4.3 机床关键部件的稳态温度场和热变形 |
| 2.5 抬刀运动引起主轴热特性变化的实验研究 |
| 2.5.1 温升和位移测试系统的搭建 |
| 2.5.2 温升及主轴热变形的仿真分析 |
| 2.5.3 温升和热变形的实验测试 |
| 2.6 环境温度对机床温升和热变形的影响研究 |
| 2.6.1 温度梯度和平均温度的测量 |
| 2.6.2 温度波动幅值和频率对热变形影响的研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 大型电火花加工机床瞬态热分析及热变形的预测与补偿研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加工热和环境温度对主轴头温升影响程度的研究 |
| 3.3 瞬态温度和热变形的仿真分析与实验验证 |
| 3.3.1 机床的瞬态热分析 |
| 3.3.2 瞬态热分析的实验验证 |
| 3.3.3 机床热变形预测模型的建立策略 |
| 3.4 机床主轴热敏感点的优化研究 |
| 3.4.1 基于模糊聚类算法和相关性理论的测点优化 |
| 3.4.2 热敏感点的筛选 |
| 3.5 主轴热变形预测模型的建立与验证 |
| 3.5.1 基于RBF神经网络的预测模型 |
| 3.5.2 不同抬刀周期下的热变形预测 |
| 3.5.3 预测模型的验证 |
| 3.6 基于半闭环前馈控制的机床热变形补偿 |
| 3.6.1 机床的热变形补偿验证 |
| 3.6.2 减少电火花机床温升和热变形的建议 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 高速抬刀运动对大型电火花加工机床动态特性的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 进给驱动系统的动力学建模 |
| 4.3 机床主轴立柱的振动模态分析 |
| 4.4 不同抬刀控制算法的运动学特性分析 |
| 4.4.1 加减速控制参数的设置 |
| 4.4.2 控制策略的运动学特性 |
| 4.5 主轴头瞬态载荷的计算 |
| 4.5.1 主轴头瞬态载荷数值模型的建立 |
| 4.5.2 主轴头压差阻力影响因素研究 |
| 4.5.3 不同抬刀策略对主轴头受力的影响研究 |
| 4.6 抬刀运动引起的主轴动态特性的实验研究 |
| 4.6.1 主轴的瞬时动态响应分析 |
| 4.6.2 主轴动态特性的实验验证 |
| 4.6.3 工作液的脉动对主轴振动的影响 |
| 4.6.4 不同抬刀速度下的主轴振动参数 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 大型电火花加工机床主轴振动对放电状态的影响及其实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 放电波形的特征及分类 |
| 5.2.1 实验系统及实验条件 |
| 5.2.2 放电波形分类 |
| 5.3 放电状态检测技术研究 |
| 5.3.1 放电波形的识别与统计程序设计 |
| 5.3.2 放电状态检测方法的验证 |
| 5.3.3 平均击穿延时 |
| 5.4 主轴振动对放电状态和排屑效果的影响研究 |
| 5.4.1 抬刀速度和加工时间对放电率的影响 |
| 5.4.2 抬刀速度和加工时间对击穿延时的影响 |
| 5.4.3 主轴头的振动对排屑效果的影响 |
| 5.5 主轴系统的主动阻尼控制 |
| 5.5.1 主动阻尼控制原理 |
| 5.5.2 主动阻尼控制效果的验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）微细电火花加工微喷阵列孔孔径一致性及相关装置的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 微细阵列孔的研究现状及分析 |
| 1.2.1 微细阵列孔分类 |
| 1.2.2 微细阵列孔加工技术研究现状 |
| 1.3 微细电火花加工及其加工微细阵列孔的研究进展 |
| 1.3.1 微细电火花加工技术研究进展 |
| 1.3.2 微细电火花加工装备的研究进展 |
| 1.3.3 微细阵列孔电火花加工技术的研究进展 |
| 1.4 微细电火花加工工作液及流场仿真的研究现状 |
| 1.4.1 去离子水作为微细电火花加工工作液的研究进展 |
| 1.4.2 微细电火花加工间隙流场仿真的研究进展 |
| 1.5 微细电火花加工电极损耗及其补偿技术的研究现状 |
| 1.5.1 微细电火花加工电极损耗的研究现状 |
| 1.5.2 微细电火花加工电极损耗补偿技术的研究进展 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 保障微喷阵列孔孔径一致性的相关装置研究 |
| 2.1 微喷阵列孔微细电火花加工系统的特性分析 |
| 2.2 微喷阵列孔微细电火花加工系统方案设计 |
| 2.3 在线制作电极系统的研制 |
| 2.4 CCD在线视觉测量系统设计与研究 |
| 2.4.1 CCD视觉测量系统集成设计 |
| 2.4.2 CCD视觉测量系统图像测量技术研究 |
| 2.4.3 CCD视觉测量系统软件界面设计 |
| 2.5 其他功能装置设计与研究 |
| 2.5.1 真空吸盘工件定位装置设计 |
| 2.5.2 精密旋转主轴部件设计与研究 |
| 2.5.3 高电阻率的去离子水循环系统的研制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于PMAC的宏微复合驱动数控系统的研制 |
| 3.1 宏微复合驱动数控系统的设计 |
| 3.1.1 微喷阵列孔微细电火花加工的控制性能分析 |
| 3.1.2 基于PMAC的控制系统总体设计 |
| 3.1.3 宏微复合进给驱动设计与研究 |
| 3.2 基于PMAC的伺服进给系统设计与研究 |
| 3.2.1 伺服进给系统总体设计 |
| 3.2.2 放电状态检测电路设计 |
| 3.2.3 伺服进给控制研究 |
| 3.3 基于PMAC的定位补偿技术研究 |
| 3.3.1 定位精度的检测分析 |
| 3.3.2 PMAC定位补偿及其精度测试研究 |
| 3.4 压电陶瓷的驱动控制与位移线性补偿技术研究 |
| 3.4.1 压电陶瓷驱动控制的研究 |
| 3.4.2 压电陶瓷驱动位移线性补偿技术研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 间隙流场对孔径一致性影响的仿真与试验研究 |
| 4.1 微细电火花加工工作液的对比研究 |
| 4.1.1 工作液的性能分析研究 |
| 4.1.2 微喷阵列孔加工工作液对比试验研究 |
| 4.2 微喷阵列孔加工冲水条件的流场性能分析 |
| 4.2.1 放电区域冲水作用变化规律分析 |
| 4.2.2 去离子水工作浪流场仿真设计 |
| 4.2.3 不同加工阶段的流场仿真研究 |
| 4.3 微喷阵列孔加工间隙流场仿真研究 |
| 4.3.1 冲水流量与间隙流速流场仿真研究 |
| 4.3.2 冲水角度与间隙流速流场仿真研究 |
| 4.3.3 电极转速与间隙流速流场仿真研究 |
| 4.4 去离子水条件下加工微喷阵列孔径一致性试验研究 |
| 4.4.1 冲水流量对加工性能影响的试验研究 |
| 4.4.2 冲水角度对加工性能影响的试验研究 |
| 4.4.3 电极旋转速度对加工性能影响的试验研究 |
| 4.4.4 去离子水电阻率对加工性能影响的试验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 控制孔径一致性的电极损耗及其补偿技术研究 |
| 5.1 微喷阵列孔加工电极损耗特点的分析 |
| 5.2 微喷阵列孔加工电极损耗模型的建立 |
| 5.3 电极损耗的工艺参数试验研究 |
| 5.3.1 微细电火花加工放电能量分配分析 |
| 5.3.2 微喷阵列孔加工电极损耗的影响因素分析 |
| 5.3.3 电极定位及损耗测量方法研究 |
| 5.3.4 脉冲电源参数对电极损耗的影响试验研究 |
| 5.4 微喷阵列孔加工孔径一致性控制的电极损耗补偿技术研究 |
| 5.4.1 单个微喷阵列孔加工电极损耗补偿研究 |
| 5.4.2 微喷阵列孔加工电极损耗补偿特点分析 |
| 5.4.3 微喷阵列孔加工电极损耗补偿策略设计 |
| 5.4.4 微喷阵列孔加工电极损耗补偿原则研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微喷阵列孔孔径一致性加工工艺试验研究 |
| 6.1 微喷阵列孔孔径一致性影响因素分析 |
| 6.2 脉冲电源参数对加工孔径一致性的影响试验研究 |
| 6.3 脉冲电源参数对加工速度和加工质量的影响试验研究 |
| 6.4 微喷阵列孔加工应用试验研究 |
| 6.4.1 孔径一致性控制的保障措施 |
| 6.4.2 小批量加工微喷阵列孔孔径一致性应用试验研究 |
| 6.4.3 微喷阵列孔加工技术水平分析 |
| 6.5 小尺寸微喷阵列孔加工孔径一致性的应用试验研究 |
| 6.5.1 Φ30μm 微喷阵列孔孔径一致性的加工试验研究 |
| 6.5.2 Φ20μm 微喷阵列孔孔径一致性的加工试验研究 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）注塑模具模腔电火花加工自动编程及加工仿真系统开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 数控电火花加工技术 |
| 1.2.1 数控电火花加工技术现状 |
| 1.2.2 数控电火花加工技术的发展趋势 |
| 1.3 自动编程和数控加工仿真技术 |
| 1.3.1 自动编程研究现状 |
| 1.3.2 自动编程系统的发展趋势 |
| 1.3.3 数控加工仿真技术研究现状 |
| 1.3.4 数控加工仿真技术发展趋势 |
| 1.4 论文来源及研究内容 |
| 1.4.1 论文来源 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 牧野自动编程系统的设计与开发 |
| 2.1 自动编程系统简介 |
| 2.2 牧野自动编程系统总体设计 |
| 2.2.1 开发工具选型 |
| 2.2.2 数据库选择 |
| 2.2.3 总体设计 |
| 2.3 牧野自动编程系统数据库设计 |
| 2.3.1 数据库总体设计 |
| 2.3.2 数据库访问设计 |
| 2.4 牧野自动编程系统主要功能设计 |
| 2.4.1 用户登录验证 |
| 2.4.2 电参数的选择与确定 |
| 2.4.3 数控程序编辑与设定 |
| 2.4.4 数控程序生成 |
| 2.4.5 数据库管理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 模腔电火花加工速度试验研究 |
| 3.1 电火花型腔加工方法 |
| 3.2 试验总体设计方案 |
| 3.2.1 试验目的 |
| 3.2.2 试验原理 |
| 3.2.3 试验方案 |
| 3.3 电火花加工试验 |
| 3.3.1 试验设备 |
| 3.3.2 电极设计 |
| 3.3.3 试验条件 |
| 3.3.4 试验结果 |
| 3.4 试验结果处理与分析 |
| 3.4.1 回归分析简介 |
| 3.4.2 经验模型建立 |
| 3.4.3 模型拟合度分析 |
| 3.4.4 验证试验设计 |
| 3.4.5 试验结论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 加工仿真系统的设计与开发 |
| 4.1 系统需求分析 |
| 4.1.1 功能需求 |
| 4.1.2 性能需求 |
| 4.2 系统设计方案 |
| 4.2.1 开发平台选择 |
| 4.2.2 系统总体设计 |
| 4.3 加工速度参数库设计 |
| 4.4 加工仿真系统主要功能设计 |
| 4.4.1 数控程序的读取与校验 |
| 4.4.2 电火花成形加工仿真 |
| 4.4.3 加工时间预估 |
| 4.4.4 结果数据保存 |
| 4.5 自动编程及加工仿真系统应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附件 |
（4）大型梁柱复合式龙门电火花机床设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 电火花加工的特点与优势 |
| 1.3 国内外电火花加工机床技术现状 |
| 1.3.1 国内外大型机床结构技术现状 |
| 1.3.2 国内外大型电火花机床技术现状 |
| 1.3.3 大型电火花机床技术的发展趋势 |
| 1.4 研究的意义和目标 |
| 1.5 课题来源及研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 电火花机床的总体布局方案设计 |
| 2.1 大型电火花机床的加工对象 |
| 2.2 大型电火花加工的工作原理及其技术特点 |
| 2.3 大型电火花机床整机布局方案 |
| 2.3.1 大型电火花机整体结构布局 |
| 2.3.2 大型龙门电火花机床运动部件布局 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大型电火花机床工作液槽设计 |
| 3.1 电火花机床工作液槽系统的作用及技术需求 |
| 3.2 本课题大型电火花龙门机床工作液槽的设计 |
| 3.2.1 工作液槽现有技术基本状况 |
| 3.2.2 工作液槽折叠门创新结构 |
| 3.2.3 工作液槽折叠门开启原理 |
| 3.2.4 工作液槽结构设计 |
| 3.2.5 工作液槽整体结构及评价 |
| 3.3 工作液槽的安装及其工作状态论述 |
| 3.3.1 工作液槽与龙门火花机的位置关系 |
| 3.3.2 折叠门结构工作液槽的优点 |
| 3.4 机床几种工作例介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于比刚度的大型火花机结构方案比较 |
| 4.1 比刚度评价的背景 |
| 4.2 比刚度评价的意义 |
| 4.3 大型电火花机床结构方案的提出 |
| 4.4 两种方案运动部件建模 |
| 4.5 两种结构方案力学特性分析 |
| 4.5.1 收放电工具电极受力分析 |
| 4.5.2 两方案结构特性对比 |
| 4.6 基于比刚度两种结构方案横梁的比较 |
| 4.6.1 横梁结构设计 |
| 4.6.2 边界条件与加载 |
| 4.6.3 两结构横梁部件比刚度分析 |
| 4.7 比刚度分析拓展论述 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 电火花机床大跨距丝杠振动分析 |
| 5.1 本机床进给运动要求 |
| 5.2 直线进给运动方案 |
| 5.3 机床各轴驱动结构设计 |
| 5.3.1 机床X轴驱动设计 |
| 5.3.2 机床Y轴驱动设计 |
| 5.3.3 机床Z轴驱动设计 |
| 5.4 机床长跨距丝杠振动性能分析与减振研究 |
| 5.4.1 长跨距丝杠建模与分析 |
| 5.4.2 丝杠固定型滚珠丝杠有限元分析 |
| 5.4.3 技术解决方案 |
| 5.4.4 结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）高频气中电火花加工放电状态检测与伺服控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 相关领域研究现状及分析 |
| 1.2.1 气中电火花加工技术研究现状 |
| 1.2.2 电火花数控系统软件研究现状 |
| 1.2.3 电火花加工放电检测技术研究现状 |
| 1.2.4 电火花加工控制策略研究现状 |
| 1.2.5 国内外文献综述简析 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 基于高频脉冲电源的电火花加工特性分析 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 不同脉宽下气体介质电火花加工实验与分析 |
| 2.3 气体介质与煤油介质加工放电波形分析 |
| 2.4 高频气体介质电火花加工放电波形分析 |
| 2.5 伺服控制参数对放电状态的影响 |
| 2.5.1 伺服参考电压对放电状态的影响 |
| 2.5.2 伺服进给速度对放电状态的影响 |
| 2.5.3 电极转速对放电状态的影响 |
| 2.6 加工系统整体设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 气中电火花加工数控软件系统设计与搭建 |
| 3.1 编程语言与开发软件选择 |
| 3.2 气中电火花加工机床功能设计 |
| 3.2.1 气中电火花加工机床硬件构成 |
| 3.2.2 数控系统软件功能分析 |
| 3.3 数控软件方案 |
| 3.3.1 数控系统软件结构层次划分与数据流规划 |
| 3.3.2 数控系统通信接口搭建 |
| 3.3.3 数控系统任务执行方式 |
| 3.4 数控软件实现 |
| 3.4.1 数控系统软件界面设计 |
| 3.4.2 摇动插补功能实现 |
| 3.4.3 文件调用与读入 |
| 3.5 软件系统加工实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 高频气中电火花有效放电脉冲检测电路设计 |
| 4.1 有效放电脉冲检测电路设计 |
| 4.2 检测电路仿真与搭建 |
| 4.2.1 击穿延时比较电压选择 |
| 4.2.2 反相运算比例电路仿真与实验 |
| 4.3 CPLD有效放电波形计数与时序设计 |
| 4.4 上位机软件接收与计算 |
| 4.5 有效脉冲检测电路实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 高频气体介质电火花加工模糊控制系统设计 |
| 5.1 高频气体介质电火花特殊性与复杂性 |
| 5.2 模糊控制系统设计 |
| 5.2.1 模糊控制系统方案设计 |
| 5.2.2 参数模糊化 |
| 5.2.3 模糊控制规则设计和反模糊化 |
| 5.3 模糊控制系统实现 |
| 5.3.1 Matlab模糊控制文件配置 |
| 5.3.2 Visual Studio平台配置 |
| 5.3.3 控制策略实现流程 |
| 5.4 模糊控制器仿真与实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）多工位多轴联动闭式整体叶轮电火花加工关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究对象 |
| 1.2 传统电火花加工概述 |
| 1.2.1 电火花成形加工的基本原理 |
| 1.2.2 EDM 加工特点、分类和实际应用 |
| 1.2.3 目前电火花成型机床国内外研究现状 |
| 1.2.4 电火花加工工艺的新发展 |
| 1.3 闭式整体叶轮概述 |
| 1.3.1 闭式整体叶轮结构特点 |
| 1.3.2 闭式整体叶轮型面（叶面）构成的数学原理 |
| 1.3.3 闭式整体叶轮整体形状 Pro/E 造型 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 2 闭式整体叶轮的工艺分析 |
| 2.1 材料及加工特性分析 |
| 2.1.1 材料特性 |
| 2.1.2 工艺特性分析 |
| 2.2 五轴联动机械加工 |
| 2.2.1 开式叶轮 |
| 2.2.2 闭式整体叶轮 |
| 2.3 电加工 |
| 2.3.1 所需电极太多 |
| 2.3.2 效率低 |
| 2.4 创新的加工方法 |
| 2.4.1 机加工开粗 |
| 2.4.2 多工位专用电加工精加工及清根 |
| 3 多工位多轴联动数控电火花专用机床的设计 |
| 3.1 机床的总体设计 |
| 3.1.1 大电流电源的设计与选择 |
| 3.1.2 多工位、多轴联动电火花机床的总体设计 |
| 3.2 机械系统组成及部件结构 |
| 3.2.1 伺服电机 |
| 3.2.2 床身设计 |
| 3.2.3 回转工作台设计 |
| 3.2.4 滚珠丝杆副的选择 |
| 3.2.5 直线导轨选择 |
| 3.2.6 XY 十字滑台 |
| 3.2.7 油池及工作液 |
| 3.3 夹具设计 |
| 3.3.1 夹具类型选择 |
| 3.3.2 夹具的要求 |
| 3.3.3 本工艺夹具设计 |
| 4 闭式整体叶轮电火花精加工电极设计及多轴联动 CAM 编程 |
| 4.1 分区（块）电极拟合加工电极设计 |
| 4.2 CAM 编程 |
| 4.2.1 CAM 软件概述 |
| 4.2.2 CAM 编程刀尖轨迹的算法 |
| 4.2.3 多轴电火花加工对 CAM 软件的要求 |
| 4.3 基于 HyperMILL 的程序编制 |
| 4.3.1 本工艺所用 CAM 软件 HyperMILL |
| 4.3.2 加工工单的输出 |
| 4.3.3 HyperMILL 后置处理 |
| 5 仿真及分析 |
| 5.1 加工程序仿真 |
| 5.2.1 叶面干涉检查 |
| 5.2.2 叶面精度（电极拟合精度）分析 |
| 5.2.3 清根检查 |
| 5.2 机床加工试验 |
| 5.3 数据分析 |
| 5.3.1 数据采集 |
| 5.3.2 工序能力和工序过程能力 |
| 5.3.3 过程能力计算 |
| 5.4 结果分析 |
| 5.4.1 加工效率及产品精度 |
| 5.4.2 机床加工优势 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微细电火花加工技术的研究现状 |
| 1.2.1 微细电极制造技术的研究现状 |
| 1.2.2 微细电火花加工机床的研究现状 |
| 1.3 数控技术的研究现状 |
| 1.4 机器视觉技术的研究现状 |
| 1.5 Linux 的研究现状 |
| 1.5.1 Linux 内核的研究现状 |
| 1.5.2 基于Linux 数控系统的研究现状 |
| 1.5.3 基于Linux 机器视觉系统的研究现状 |
| 1.6 课题的目的和意义 |
| 1.7 课题的主要研究内容 |
| 第2章 微细电火花加工数控系统的总体方案 |
| 2.1 微细电火花加工机床的组成 |
| 2.1.1 微细电火花加工机床的组成 |
| 2.1.2 基于直线电机的微细电火花加工伺服系统 |
| 2.2 微细电火花加工数控系统的总体设计 |
| 2.2.1 数控系统的功能分析 |
| 2.2.2 数控系统的软硬件界面划分 |
| 2.2.3 数控系统的软硬件开发平台 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于PMAC的微细电火花加工数控系统 |
| 3.1 PMAC 简介 |
| 3.2 基于PMAC 的数控系统体系结构 |
| 3.2.1 硬件体系结构 |
| 3.2.2 软件体系结构 |
| 3.3 基于PMAC 的直线电机运动控制 |
| 3.3.1 直线电机运动控制的分析 |
| 3.3.2 基于PMAC 的直线电机运动控制 |
| 3.4 基于PMAC 的直线运动定位误差补偿 |
| 3.4.1 直线运动定位精度的分析 |
| 3.4.2 基于PMAC 的直线运动定位误差补偿 |
| 3.5 PMAC 运动程序设计 |
| 3.5.1 运动轨迹缓冲 |
| 3.5.2 运动轨迹分段 |
| 3.6 基于Linux 的用户空间程序设计 |
| 3.6.1 基于lex 和yacc 的译码程序设计 |
| 3.6.2 基于MySQL 的工艺数据库设计 |
| 3.6.3 基于Qt 的人机交互程序设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于机器视觉技术的微细电极在线检测 |
| 4.1 微细电极的在线制作和检测 |
| 4.2 光源照明系统 |
| 4.3 光学成像系统 |
| 4.3.1 光学成像系统的分辨率 |
| 4.3.2 显微成像系统的分辨率 |
| 4.4 图像传感系统 |
| 4.5 基于V4L2 的图像采集 |
| 4.6 基于OpenCV 的图像处理 |
| 4.6.1 QImage 和IplImage 之间的转换 |
| 4.6.2 边缘检测 |
| 4.7 机器视觉系统的安装和标定 |
| 4.7.1 机器视觉系统的安装 |
| 4.7.2 机器视觉系统的标定 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 微细电火花加工的实验研究 |
| 5.1 实验平台的建立 |
| 5.2 微细电极的在线制作 |
| 5.2.1 径向进给的块电极电火花磨削 |
| 5.2.2 微细电极的在线测量 |
| 5.3 微三维结构的电火花铣削 |
| 5.3.1 微细电火花铣削的电极等损耗模型 |
| 5.3.2 微细电极的在线补偿 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）电火花线切割加工质量控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 电火花线切割技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外线切割加工技术研究现状 |
| 1.2.2 我国线切割加工技术研究现状 |
| 1.3 国内外对电火花线切割加工质量预测模型的研究现状 |
| 1.3.1 国外对线切割工艺建模方法的研究现状 |
| 1.3.2 国内对线切割工艺建模方法的研究现状 |
| 1.4 发展趋势 |
| 1.5 本研究目的和意义 |
| 1.6 问题的提出和研究内容 |
| 2 电火花线切割加工技术研究 |
| 2.1 电火花线切割加工原理 |
| 2.2 电火花线切割加工的特点 |
| 2.3 快走丝线切割机床的结构和组成 |
| 2.3.1 数控系统 |
| 2.3.2 快走丝线切割机床存在的问题 |
| 2.4 中走丝线切割机床数控系统设计 |
| 2.4.1 总体结构设计 |
| 2.4.2 系统硬件设计 |
| 2.4.3 系统软件设计 |
| 2.5 中走丝线切割机床伺服系统 |
| 2.5.1 伺服系统的基本组成 |
| 2.5.2 基于 MPC2810 控制器的全闭环交流伺服的控制系统 |
| 2.5.3 中走丝线切割机床工作台位置误差补偿 |
| 2.6 电火花线切割加工工艺参数分析 |
| 2.6.1 电火花线切割加工的质量指标 |
| 2.6.2 影响加工质量指标的因素 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 电火花线切割加工试验研究 |
| 3.1 电火花线切割试验的基本条件 |
| 3.1.1 试验目的 |
| 3.1.2 试验设备 |
| 3.1.3 试验材料 |
| 3.1.4 试验参数 |
| 3.1.5 测量装置 |
| 3.2 电火花线切割试验设计 |
| 3.2.1 试验设计方法的选择 |
| 3.2.2 试验指标的确定 |
| 3.2.3 因素及因素水平的确定 |
| 3.2.4 试验正交表的设计 |
| 3.3 电火花线切割试验研究 |
| 3.3.1 机床操作步骤 |
| 3.3.2 加工试验操作 |
| 3.3.3 试验加工 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.4.1 脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.2 脉冲间隔对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.3 峰值电流对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.4 工件厚度对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.5 电压对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.6 丝速对加工速度和表面粗糙度的影响 |
| 3.4.7 试验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于 ANN 的电火花线切割加工质量模型研究 |
| 4.1 人工神经网络基本理论 |
| 4.1.1 人工神经网络模型 |
| 4.1.2 人工神经网络结构 |
| 4.1.3 人工神经网络的学习方法和学习规则 |
| 4.2 BP 神经网络 |
| 4.2.1 BP 网络模型结构及原理 |
| 4.2.2 BP 网络的学习算法 |
| 4.3 基于 ANN 的电火花线切割加工质量模型的设计 |
| 4.3.1 模型输入输出参数的确定 |
| 4.3.2 网络拓扑结构的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 电火花线切割加工质量模型的训练及验证 |
| 5.1 基于 ANN 的电火花线切割加工质量模型的训练 |
| 5.1.1 样本数据的获取 |
| 5.1.2 BP 网络训练流程 |
| 5.1.3 BP 神经网络的 MATLAB 实现 |
| 5.1.4 样本数据的标准化 |
| 5.1.5 网络训练算法的确定 |
| 5.1.6 网络模型程序设计 |
| 5.1.7 网络训练结果 |
| 5.2 电火花线切割加工质量 ANN 模型的验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论和建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（9）五轴联动电火花加工机床及其复杂电极预装系统的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 电火花加工技术的发展趋势 |
| 1.3 电火花加工机床的多轴联动化现状 |
| 1.3.1 电火花加工机床的结构设计现状 |
| 1.3.2 国内外电火花加工机床的发展现状 |
| 1.4 电火花加工的微细化研究现状 |
| 1.4.1 微细电极的在线制作 |
| 1.4.2 微孔的电火花加工 |
| 1.4.3 微三维结构的电火花加工 |
| 1.5 复杂电极的位姿调整及检测现状 |
| 1.5.1 复杂电极的位姿调整现状 |
| 1.5.2 复杂曲面的数字化检测现状 |
| 1.6 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 课题的提出、目的和意义 |
| 1.7 课题研究的主要内容 |
| 第2章 电火花加工机床的几何精度建模 |
| 2.1 机床误差源分析 |
| 2.2 机床运动功能分析 |
| 2.3 五轴联动微细电火花加工机床几何误差分析 |
| 2.3.1 空间定位误差描述 |
| 2.3.2 几何误差组成 |
| 2.4 五轴联动微细电火花加工机床几何误差建模 |
| 2.4.1 拓扑结构描述 |
| 2.4.2 齐次变换原理 |
| 2.4.3 相邻体几何模型分析 |
| 2.4.4 坐标系确定 |
| 2.4.5 综合误差模型 |
| 2.4.6 误差模型简化 |
| 2.5 其它机床的几何误差模型 |
| 2.5.1 成形电火花加工机床几何误差模型 |
| 2.5.2 复杂电极预装系统几何误差模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 五轴联动电火花加工机床的研究 |
| 3.1 微细电火花加工对电火花加工机床的技术要求 |
| 3.2 五轴联动微细电火花加工机床的总体方案 |
| 3.2.1 五轴联动微细电火花加工机床的功能分析 |
| 3.2.2 五轴联动微细电火花加工机床的结构组成 |
| 3.3 五轴联动微细电火花加工机床的模块设计 |
| 3.3.1 四轴平台模块设计 |
| 3.3.2 旋转主轴模块设计 |
| 3.3.3 工作液槽模块设计 |
| 3.3.4 视觉显示系统设计 |
| 3.3.5 工作液循环系统设计 |
| 3.4 基于直线电机的主轴伺服控制系统研究 |
| 3.4.1 微细电火花加工的主轴伺服性能分析 |
| 3.4.2 直线电机的运动控制策略分析 |
| 3.4.3 主轴伺服控制系统的组成 |
| 3.4.4 主轴伺服控制系统的PID 参数调整 |
| 3.5 五轴联动微细电火花加工机床的脉冲电源设计 |
| 3.5.1 脉冲电源性能要求及实现途径分析 |
| 3.5.2 脉冲电源的实现 |
| 3.6 五轴联动微细电火花加工机床的精度调整及实现 |
| 3.6.1 机床误差分配及精度调整 |
| 3.6.2 五轴联动微细电火花加工机床的实现 |
| 3.7 五轴联动成形电火花加工机床的研究 |
| 3.7.1 带冠整体涡轮盘加工性能分析 |
| 3.7.2 五轴联动成形电火花加工机床的实现 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 面向带冠整体涡轮盘的复杂电极预装系统设计 |
| 4.1 复杂电极预装系统的总体方案 |
| 4.1.1 复杂电极预装系统的技术要求 |
| 4.1.2 复杂电极预装系统的功能分析 |
| 4.1.3 复杂电极预装系统的组成 |
| 4.2 复杂电极预装系统的模块设计 |
| 4.2.1 四轴平台模块设计 |
| 4.2.2 预装模块设计 |
| 4.2.3 测头模块设计 |
| 4.3 检测功能设计 |
| 4.4 复杂电极预装系统的精度调整及实现 |
| 4.5 机床运动轴的定位误差补偿 |
| 4.5.1 位置精度分析及补偿策略 |
| 4.5.2 定位误差补偿的实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 复杂电极预装系统功能的实现 |
| 5.1 复杂电极分类及设计 |
| 5.1.1 复杂电极的分类 |
| 5.1.2 复杂电极的设计 |
| 5.2 复杂电极预装功能分析 |
| 5.2.1 复杂电极预装概念的提出 |
| 5.2.2 复杂电极预装功能描述 |
| 5.3 复杂电极的特征数据提取 |
| 5.3.1 UG/Open 二次开发 |
| 5.3.2 复杂电极数据提取坐标系描述 |
| 5.3.3 数据提取策略 |
| 5.3.4 数据格式 |
| 5.3.5 复杂电极特征数据提取实现 |
| 5.4 复杂电极的检测路径规划研究 |
| 5.4.1 检测路径规划原则 |
| 5.4.2 检测坐标系建立 |
| 5.4.3 检测路径起点确定 |
| 5.4.4 检测路径规划分析 |
| 5.4.5 检测点数据确定 |
| 5.4.6 复杂电极检测路径规划的实现 |
| 5.5 复杂电极精度评价研究 |
| 5.5.1 实测曲线重构 |
| 5.5.2 自由曲线的轮廓度误差评定方法 |
| 5.5.3 复杂电极的截面线轮廓误差评定 |
| 5.5.4 复杂电极的截面线轮廓误差评定算法实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 工艺及验证试验研究 |
| 6.1 五轴联动微细电火花加工机床的工艺实验研究 |
| 6.1.1 基本加工条件 |
| 6.1.2 极性对加工时间和电极相对损耗的影响 |
| 6.1.3 电极材料对加工时间和电极相对损耗的影响 |
| 6.1.4 电参数对加工时间和电极相对损耗的影响 |
| 6.1.5 工作液对加工时间和电极相对损耗的影响 |
| 6.2 喷嘴切向小孔及多轴联动微细铣削加工实验研究 |
| 6.2.1 喷嘴切向小孔加工 |
| 6.2.2 多轴联动微细铣削加工 |
| 6.3 复杂电极精度检测实验研究 |
| 6.3.1 复杂电极的设计要求 |
| 6.3.2 复杂电极的位姿调整及检测实验 |
| 6.3.3 实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）三元流闭式叶轮数控电火花加工技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 三元流叶轮概述 |
| 1.2 三元流叶轮制造技术研究现状 |
| 1.3 课题研究的意义、目的和主要内容 |
| 第二章 三元流闭式叶轮数控电火花加工总体方案设计 |
| 2.1 电火花加工原理及成形加工技术概述 |
| 2.1.1 电火花加工的基本原理 |
| 2.1.2 电火花成形加工技术概述 |
| 2.2 三元流闭式叶轮可制造性分析 |
| 2.2.1 三元流闭式叶轮结构特点分析及其对可加工性的影响 |
| 2.2.2 可制造性评价 |
| 2.3 三元流闭式叶轮数控电火花加工数字化制造方案 |
| 2.4 三元流闭式叶轮数控电火花加工关键技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 三元闭式叶间流道数控电火花加工工艺研究 |
| 3.1 基于运动仿真的工具电极设计 |
| 3.1.1 电极材料的选择 |
| 3.1.2 电极设计原则 |
| 3.1.3 三元闭式叶间流道数控电火花加工的区域划分 |
| 3.1.4 电极及其加工运动轨迹的设计 |
| 3.2 工装夹具的设计 |
| 3.3 三元闭式叶间流道数控电火花加工仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三元流闭式叶轮数控电火花加工试验 |
| 4.1 三元流闭式叶轮技术要求 |
| 4.2 设备简介 |
| 4.2.1 数控电火花成形加工机床 |
| 4.2.2 三坐标测量机 |
| 4.3 三元流闭式叶轮加工试制 |
| 4.3.1 工艺参数的选择 |
| 4.3.1.1 表面质量的影响 |
| 4.3.1.2 电规准的选择 |
| 4.3.2 夹具的安装与定位 |
| 4.3.3 叶轮零件试制 |
| 4.4 叶片型面加工的精度检测与误差分析 |
| 4.4.1 数字化测量方法 |
| 4.4.2 测量结果与误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、数控电火花机床的性能及选用（论文参考文献）
- [1]大型精密电火花成形加工机床的热态及动态特性研究[D]. 赵朝夕. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [2]微细电火花加工微喷阵列孔孔径一致性及相关装置的研究[D]. 朱国征. 哈尔滨工业大学, 2014(01)
- [3]注塑模具模腔电火花加工自动编程及加工仿真系统开发[D]. 陈天杰. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [4]大型梁柱复合式龙门电火花机床设计研究[D]. 丰树礼. 广东工业大学, 2014(10)
- [5]高频气中电火花加工放电状态检测与伺服控制系统设计[D]. 明杨. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]多工位多轴联动闭式整体叶轮电火花加工关键技术研究[D]. 雷琼先. 西华大学, 2014(02)
- [7]基于Linux的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究[D]. 郭锐. 哈尔滨工业大学, 2007(01)
- [8]电火花线切割加工质量控制的研究[D]. 杜文正. 西华大学, 2012(02)
- [9]五轴联动电火花加工机床及其复杂电极预装系统的研制[D]. 李茂盛. 哈尔滨工业大学, 2010(05)
- [10]三元流闭式叶轮数控电火花加工技术研究[D]. 吴彦农. 南京航空航天大学, 2012(04)