现代制造工程 ›› 2023, Vol. 509 ›› Issue (2): 109-115.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2023.02.015

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电泳辅助微细超声加工机床设计与实验

连海山;张林鹏;弓满锋;陈小军   

  • 发布日期:2023-03-20
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年项目(51705228); 广东省自然科学基金面上项目(2020A1515011164,2022A1515011108); 广东省普通高校特色创新类项目(2021KTSCX068); 广东省科技专项资金竞争性分配项目(2021A05232,2021A05235)

  • Published:2023-03-20

摘要: 微细超声加工时,加工区域内的磨粒会被高频振动的工具或工件振出加工区,使加工区域出现无磨粒,导致工具与工件直接作用,影响加工质量与加工效率。为解决上述问题,提出了一种电泳辅助微细超声加工新技术。利用超微磨粒的电泳特性,通过在工具电极与辅助电极之间施加电场,溶液中的超微磨粒泳动到加工区域,甚至是附着或半附着在微细工具上,保证了加工区域磨粒的存在,从而提高微细超声加工质量、加工效率。针对新技术,设计了电泳辅助微细超声加工机床并进行了实验,机床硬件部分包括主轴设计、运动系统硬件设计、电泳辅助微细超声加工工作液槽设计及数据采集系统硬件设计;基于LabVIEW软件开发恒力控制加工控制系统,包括初始化模块、运动控制选择模块、粗对刀模块、恒力对刀模块、恒力控制加工模块以及实时显示模块。开展了微细超声加工与电泳辅助微细超声加工对比实验研究,实验结果表明,在保持其他加工参数相同的条件下,电泳辅助微细超声加工的孔边缘质量更好,微细超声加工后的孔底表面粗糙度Sa=3.008μm,而电泳辅助微细超声加工后的孔底表面粗糙度Sa=1.494μm。

关键词: 电泳辅助; 微细超声加工; 主轴设计; 微三维运动平台

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