● 摘要
微小孔振动钻削技术是一种逐渐兴起的特种加工技术,对解决难加工材料的深小微孔加工问题,具备十分显著的优势。但是目前还缺乏通用可靠、操作简便的钻削控制技术和装备,同时振动钻削方式还不够完善,有待进一步展开研究。 本文针对以上问题,主要从以下两个方面进行了研究:一方面研究了微小孔振动钻削的控制技术,本文将CAN总线控制技术应用于微小孔振动钻削加工中,控制系统具有三个控制节点,主节点为工业控制计算机,另外两个从节点分别为控制压电陶瓷振动的低频振动电源和控制电机运动的运动控制器,实现了控制系统的分布式控制方式。低频振动电源采用DDS直接数字合成技术,使输出频率精度达到1Hz,采用浮动电源供电方式提高电源输出功率。运动控制器采用DSP主控制芯片,不仅实现了多电机协同控制,还实现了加工过程中任意区段变参数的复杂控制方法。本文对以上技术分别从硬件设计和软件编程两个角度展开了详细叙述,最后实现了一套稳定可靠、操作方便的钻削控制系统。另一方面研究了微小孔振动钻削方式,尤其是针对微深孔的钻削方式进行了分析研究,提出了变步进量啄式加工的方法,并通过实验验证了变步进量啄式加工方法能很大程度地提高钻头的使用寿命。在文章的最后还对钻头的破损特征进行了分析,通过对比轴向力和扭矩波形,发现在微深孔加工时,造成钻头折断的主要原因是扭矩,这对随后即将展开的用于防止钻头折断的智能监控技术提供了宝贵的参考意见。
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