慢走丝电火花镗磨加工工艺的仿真研究

• 作 者: 林中原
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 电火花镗磨 正交试验 遗传算法 神经网络

慢走丝电火花镗磨是低速走丝切割的一种加工应用，主要用于如硬质合金等难加工材料的加工，由于这类材料在航空航天和军工方面的广泛使用，使得其发展速度越来越迅速。但电火花加工的放电过程非常复杂，整个加工受多种因素影响，而且加工机理尚未得到充分的认识。因此本文对近年国内外的电火花线切割研究方法进行了大量总结分析，考虑了各加工因素对工艺的主次影响，使用极差与方差分析，设计二次正交组合试验，探讨低速走丝切割镗磨加工过程的工艺规律；然后以此为基础使用了基于遗传算法的BP神经网络，对加工工艺进行了仿真。首先，对国内外磨削加工技术的研究现状做了简单的概述和总结，并阐述了电火花加工技术在镗磨方面应用的基本原理和特点，分析了慢走丝线切割加工技术的主要工艺指标和规律。其次，对电火花镗磨加工中所出现的问题，选择了平均间隙电压、平均间隙电流和工件转速为试验因素，通过极差与方差处理找出了影响加工工艺的主次因素；使用二次正交组合设计得到二次回归模型，对工件的加工尺寸和表面质量进行了工艺规律的分析。最后，相对于传统的建模方法，使用自适应优化搜索能力强的遗传算法，解决BP神经网络中隐层层数和各隐层神经元个数最优化选择的问题；随后在最优拓扑结构的BP神经网络模型中，针对网络的权值和阀值再次使用遗传算法进行优化，最终获得基于遗传神经网络的慢走丝电火花镗磨加工工艺模型。该模型具有建模简单，泛化能力强的特点，非常好的解决了电火花加工中加工因素选择难的问题，在加工机理不明确的情况下，为慢走丝电火花镗磨的研究提供了新的方向。