四川省科技支撑计划项目申报书.doc

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申报编号：_________________ 密级：
四川省科技支撑计划
项目申报书

项目名称： 精密机床动态
电极丝定位系统研究
补偿策略及验证
图2：电极丝定位误差分析、预测与补偿技术路线
3、高速走丝线切割机电极丝损耗可预测智能动态补偿研究
高速走丝线切割加工中电极丝是重复使用的，因此加工过程中电极丝损耗是普遍存在的一个问题，电极丝的损耗对工件最终的加工精度和稳定性影响十分巨大。高速走丝线切割机电极丝损耗综合误差检测识别、建模及在线动态补偿技术主要研究走丝速度、切削厚度、加工时长等加工参数对电极丝损耗的影响规律，将电极丝的损耗从单一的固定偏移误差补偿提升为可预测损耗的自动在线动态误差补偿，以提高切割精度。技术路线为：
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丝损理论分析
丝损因素切削实验
丝损检测与
丝损因素评价
丝损动态变化与零
件加工动态误差检测
丝损动态补偿
补偿模块
实际应用
综合实验
丝损动态补偿与零件加工误差数学模型
逆向动态“误差——损耗”数学模型
动态“损耗——误差”数据库
最优切削〔低丝损〕工艺参数
图3：电极丝损耗可预测智能动态补偿研究技术路线
4、综合误差动态补偿系统研究
将各单项误差检测及补偿技术所形成的综合误差进行补偿的技术开展研究，并开发出综合误差动态补偿系统。技术路线为：
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研究和分析和单项误差与综合误差的关系
数学模型
在不同使用条件下进行误差测量与分析
数学模型的修改
综合误差补偿算法
误差动态补偿系统构建
图4：综合误差实时补偿系统研究技术路线图
〔五〕应用方案
工作台运动误差检测
其他误差
检测
电极丝损耗误差检测
电参数
检测
电极丝定位误差检测
综
合
误
差
补
充
系
统
数
控
系
统
执
行
机
构
主
机
综合误差动态补偿框图
本项目研究完成后，将形成一个误差综合补偿系统装置，应用于公司现行DK77××HD、DK77××CD等多个系列的线切割机床，形成具有动态综合补偿技术的精密线切割机床，在较大程度上提升产品性能和质量水平。
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二、立项的必要性及国内外研究现状、发展趋势和知识产权状况分析。〔不超过3500字，各栏中不得出现申报单位名称和项目成员。〕
〔一〕必要性
高速走丝加工是我国应用较多的一种线切割电火花加工方法，该加工方法的加工设备简单，加工成本低，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用，但该加工方法加工精度不高，外表粗糙度差，加工稳定性差，在机械加工行业受到了较大的限制，影响了该加工方法的应用；
低速走丝电火花切割机床由于电极丝移动平稳，易获得较高的精度和外表粗糙度，但由于电极丝的消耗和机床结构的复杂，使机床价格极其昂贵且使用成本高。
基于以上问题，研究开发综合误差动态补偿技术，到达既提高加工精度、外表粗糙度和加工效率，同时也降低产品使用成本，是非常有必要的。
〔二〕国内外研究现状
自1956年前苏联生产出第一台线切割机床至今已有54年。在此期间无论国外还是国内线切割加工都经历了巨大的变化，从最初的靠模线切割机床，到光电控制线切割机床，到数控线切割机床以及一系列加工技术、工艺方法的改良，使得线切割加工已成为目前应用最为广泛的特种加工方法，并愈来愈引起人们的关注和重视。
国外(欧美、日本等)研究发展的低速走丝线切割机为适应对制造加工技术的要求，采用闭环数字交(直)流伺服控制系统，确保优良的动态性能和高定位精度，加工精度可控制在假设干微米以内。同时机床具有数字自动适应控制电源、自动穿丝、自动卸除废料、短路自动回退等自动化技术，此外对电极丝张力和工作液压力也可进行控制。由于使用了新技术并注重电脑软件技术的更新和发展，低速走丝线切割机的工艺指标已到达了相当高的水平。机床的自动化程度高，加工稳定性好，已向无人化加工发展。其特点是加工精度高、外表粗糙度好，但机床价格极其昂贵且使用成本也高。
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有我国特色的高速走丝线切割加工技术自60年代末研制成功以来，经过40余年的不断完善和发展，现已成为制造业中不可缺少的加工手段，在模具制造及零件加工领域内有广泛的应用。目前，高速走丝线切割机的切割速度普