电火花套料加工实验及其计算机仿真的研究

论文摘要

随着科学技术的发展和社会进步，能够使用简单形状电极加工复杂形状工件电火花铣削加工，在20世纪90年代快速地发展起来。它解决了传统电火花成形加工技术因其工具电极制造繁杂所带来的加工灵活性差的难题。作为电火花铣削加工的一个重要的研究与应用方向——电火花套料加工技术，是使用紫铜线框电极作为工具电极，根据加工工件的形状，把它弯曲成相应的形状，在数控系统的控制下实施三维运动，从而加工出传统切削加工和电火花成形加工难以加工的工件，譬如采用电火花套料加工技术加工模具时，不需对型腔材料进行整体蚀除，就可以加工出模具的型腔，同时套料加工来出的型芯材料，还可以作为模具的型芯或派作其他的用途，从而有效地降低加工成本和提高加工速度。但是，这项工艺方法的基本机理尚不清楚、加工精度还不能确定，以及它的操作特性还不被了解。因此，分析放电模型或寻找套料加工的本质、推进套料加工的实用化，成为当今电火花套料加工研究的热点。为了弄清电火花套料加工的工艺参数与工艺结果的联系，本文首先利用科学的数理统计方法设计正交试验，对电火花套料加工进行实验，得出了在不同脉冲宽度、脉冲间隔、放电电流、放电时间等电参数配置条件下的电火花套料加工的工艺效果，有利于电火花套料加工工艺参数的选择与加工工艺的仿真。通过电火花套料加工模具的实验，证实了在普通数控电火花成形机床上采用电火花套料加工技术加工复杂异形工件的可行性，并且弄清了该技术的操作特性，解决了电火花套料加工模具或工件的部分难题，并将电火花套料加工技术应用于橡胶盒模具的制造中。为了更好地指导电火花套料加工，需要对其加工机理进行研究。本文运用MATLAB7.01中的人工神经网络模块，建立了电火花套料加工的工艺仿真模型。该工艺仿真模型能够正确地反映出电火花套料加工中，工艺效果与电规准参数的关系。因而，该模型可以在给定电参数的配置条件下，仿真出电火花套料加工的工艺效果，以及在指定套料加工工艺效果条件下，实现其电火花套料加工规准参数的优化选择。论文最后还分析了电火花套料加工的工艺仿真模型其预测误差为10％左右的原因。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 电火花加工技术概述
• 1.1.1 电火花加工的基本原理与特点
• 1.1.2 电火花加工技术的发展与应用
• 1.2 电火花铣削加工技术概述
• 1.2.1 电火花铣削技术
• 1.2.2 国内外电火花铣削加工技术研究现状
• 1.2.3 电火花套料加工技术
• 1.2.4 国内外套料加工技术现状和发展趋势
• 1.3 课题研究的意义与主要内容
• 1.3.1 课题研究的意义
• 1.3.2 本文主要研究内容
• 第2章 套料加工实验研究的目的、方法与装置
• 2.1 套料加工研究的目的
• 2.2 正交试验研究的方法
• 2.2.1 正交试验的基本原理
• 2.2.2 正交设计中的基本概念
• 2.2.3 正交表的代号及含义
• 2.2.4 正交试验的特点
• 2.2.5 标准和非标准正交表的设计及应用
• 2.2.6 正交试验表的设计
• 2.3 本文实验主要使用的装置
• 2.3.1 电火花套料加工运动
• 2.3.2 套料加工实验主要使用的机床
• 第3章 套料加工实验及其结果的分析
• 3.1 影响工艺效果的因素分析
• 3.1.1 套料加工正交试验
• 3.1.2 套料加工实验结果的分析
• 3.2 弯曲型孔的套料加工实验
• 3.3 采用复杂形状电极的套料加工
• 3.4 本章小结
• 第4章 电火花套料加工模具的实验
• 4.1 模具型腔电火花套料加工的实验
• 4.1.1 套料加工的电极
• 4.1.2 Mastercam简介
• 4.1.3 电参数及数控程序
• 4.1.4 套料加工的型芯与型腔
• 4.2 橡胶盒及其模具的工程图
• 4.3 橡胶盒模具的电火花套料加工实验
• 4.3.1 加工橡胶盒模具的电极
• 4.3.2 电参数的选择
• 4.3.3 橡胶盒模具套料加工的轨迹
• 4.3.4 套料加工的辅助措施
• 4.3.5 橡胶盒模具
• 4.3.4 橡胶盒产品
• 4.4 橡胶盒模具套料加工精度及表面粗糙度的分析
• 4.4.1 橡胶盒模具的套料加工精度
• 4.4.2 橡胶盒模具套料加工表面粗糙度
• 4.5 本章小结
• 第5章 电火花套料加工的工艺仿真
• 5.1 套料加工工艺仿真的意义
• 5.2 BP神经网络
• 5.2.1 BP网络的传递函数
• 5.2.2 BP网络的处理单元
• 5.2.3 BP网络的计算流程
• 5.2.4 BP算法的改进
• 5.3 MATLAB与神经网络工具箱
• 5.3.1 MATLAB简介
• 5.3.2 MATLAB的神经网络工具箱
• 5.4 基于BP网络的电火花套料加工工艺模型
• 5.4.1 BP网络的设计
• 5.4.2 训练与检测样本
• 5.4.3 工艺模型的建立
• 5.4.4 工艺效果的预测
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1（仿真程序）
• 附录2（数控代码）
• 附录3（已发表论文）