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高速走丝电火花线切割工艺参数优化系统的研究与开发

郭玉坤  
【摘要】: 数控电火花线切割加工在机械电子、兵器工业、航空航天以及仪器仪表等行业新产品的研发制造过程中发挥着关键作用。高速走丝电火花线切割机是我国独创的电加工设备,在机床结构、技术水平和工艺指标等方面取得了长足的发展。但与低速走丝电火花线切割机床相比,它在加工精度、可靠性、稳定性以及自动化程度等方面还存在明显差距。线切割加工中,正确合理地选取加工参数对保证产品质量、提高生产率、降低生产成本起了重要的作用。本文在参考国内外相关研究的基础上,针对线切割加工参数选择进行研究,并开发了高速走丝电火花线切割加工参数优化系统。 本文首先总结了电火花线切割加工的工艺原理和工艺特点,通过分析国内外电火花线切割加工技术的研究现状,提出了高速走丝电火花线切割加工中存在的问题和解决的思路。然后采用组合试验设计、正交试验设计和均匀设计三种方法设计试验方案,以FW-1型电火花线切割机床为试验平台对试验数据进行采集,建立了线切割工艺数据库和线切割加工指标与加工参数之间的非线性回归模型,并使用非线性优化方法实现了对加工参数的优化选取。其次利用BP神经网络方法构建了工艺指标的预测模型,通过遗传计算并结合神经网络结构对加工参数进行了多目标优化,构建了高速走丝电火花线切割加工参数优化系统,该系统主要包括加工参数选择、工艺指标预测、加工参数优化和工艺数据库四大模块。最后在Windows XP平台上,采用VC++与MATLAB混合编程方法开发了高速走丝电火花线切割加工参数优化系统软件。 采用本文提出的线切割加工参数优化方法而获得的加工参数能有效地提高加工效率,实现加工参数选取的科学化、合理化、规范化,对高速走丝线切割机床的生产使用具有一定的指导作用。


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