超纯水微细电解加工送进装置的研制

摘要

针对微细电解加工中阳极溶解定域性问题和微小间隙控制难的特点,本文以电解液为出发点,采用超纯水作为电解液.由于不含电解质,其间隙可以控制在很小的范围(<50μm),而小间隙对提高电解加工的定域性非常有帮助.由此引出了另外两个难题:(1)如何提高加工区电流密度并使其达到电解加工的要求;(2)如何对微小间隙进行控制并保证加工过程的稳定性.着手上述难题一,本文采取在阴阳极之间放置离子交换树脂(膜)的措施,这样增强了超纯水在电场作用下的解离,并提高了加工区的电流密度.着手难题二,本文设计一套实用的超纯水微细电解加工送进机构,该机构拟在加工时采用压电陶瓷驱动器微进给,在对刀时使用步进电机.为满足微进给机构分辨率高、定位精度好、进给量足够大、对控制的可操作性强等要求,本文设计了一套适合PA 50/12型压电陶瓷微位移器的驱动电源,同时设计了该驱动电源的控制器,该控制器由MCS-51单片微机控制,能够对电源进行复位和清零;还可根据加工要求,设定电压上升时间以及点动调节电压,从而达到对输出位移进行控制的目的.最后,本文对驱动机构的执行情况进行了检测,并利用微位移送进装置进行了工艺实验,分析了工艺实验中的各个参数对实验结果影响.

目录

文摘

英文文摘

承诺书

符号索引

第一章绪论

1.1研究背景和选题依据

1.1.1研究背景

1.1.2选题依据

1.2国内外研究现状和发展方向

1.2.1微细电解加工技术的研究现状和发展方向

1.2.2微位移技术的研究现状和发展方向

1.3本文研究主要内容

1.4本课题研究的意义

第二章超纯水微细电解加工送进装置的功能要求及实现方案

2.1送进装置的需求分析

2.1.1微细电解加工的机理分析

2.1.2超纯水微细电解加工送进装置应满足的进给特性

2.2进给机构实现方案的确定

2.2.1微进给机构的概述

2.2.2微进给机构的实现方法及技术支持

2.2.3本文所采用的进给机构

2.3进给系统的功能要求

2.4压电陶瓷驱动器驱动电源控制面板的设计

2.5本章小结

第三章微细电解加工送进装置机械系统的设计

3.1压电陶瓷微位移器

3.1.1压电陶瓷微位移器的产生背景及应用领域

3.1.2压电材料的驱动原理

3.1.3压电陶瓷微位移器驱动方式的选择

3.1.4压电陶瓷驱动器特点、选型及性能分析

3.2超纯水微细电解加工装置的设计

3.3压电陶瓷驱动器的安装

3.4加工装置的装夹

3.5本章小结

第四章压电陶瓷驱动器驱动电源及其控制器的设计

4.1压电陶瓷驱动器驱动电源的设计

4.1.1稳压电源的质量指标

4.1.2 PA 50/12型压电陶瓷驱动器对驱动电源的要求

4.1.3压电陶瓷驱动器常用的几种驱动的方法

4.1.4驱动电源工作原理

4.1.5主要元器件的功能说明及其选择

4.1.6本驱动电源的特点

4.2压电陶瓷驱动器驱动电源控制器的设计

4.2.1输入和输出接口电路的设计

4.2.2功能按键、开关接口电路的设计

4.2.3压电陶瓷驱动及接口电路的设计

4.2.4系统软件的设计

4.3本章小结

第五章系统性能检测与微细电解加工工艺实验

5.1压电陶瓷驱动器执行情况检测

5.2超纯水微细电解加工工艺实验

5.2.1离子交换树脂(膜)对加工的影响

5.2.2电参数、加工间隙对电流效率、加工精度的影响

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1论文总结

6.2工作展望

攻读学位期间发表的论文

致 谢

参考文献

附录ⅠPA50/12型压电陶瓷驱动器驱动电源原理图

附录Ⅱ 驱动电源控制系统原理图