高速走丝电火花线切割机床电极丝振动控制的模拟与仿真

摘要

高速往复走丝电火花线切割机床是我国自主研发的，在我国的制造领域具有极其重要的地位，已经在模具制造和精密零件加工等领域得到广泛的应用。但由于在加工过程中电极丝的振动问题，制约了机床在加工速度和表面粗糙度上的进一步提升，为此电极丝振动控制装置应运而生。
　　本文首先介绍了高速往复走丝电火花线切割机床的研究现状以及相关理论，为后续的研究打好了基础。同时设计了一种电极丝振动控制装置，由振动检测部分和张丝部分等组成，它能够根据实际的加工情况自动地调节电极丝的松紧，减少了人为因素的干扰。
　　利用装有这种装置的北京凝华NH系列线切割机床NH7740B进行加工实验，通过实验数据的对比，证明了该装置能够较大幅度的提升加工速度和降低工件的表面粗糙度。但对于装有电极丝振动控制的高速往复走丝电火花线切割机床而言，原有的加工参数已经不再适合，不能充分的利用该装置，为了更好地利用和普及这些性能更加优良的机床，需要找到与之相匹配的加工参数，以此来指导实际生产。
　　为了能够找到与之相匹配的加工参数，需要进行建模与仿真，为此决定使用BP神经网络。因为BP神经网络是整个人工神经网络的核心，最精华的部分，具有很强的学习和适应能力，能够处理非线性关系的数据，找出其存在的潜在关系，此外还具有很强的容错能力。
　　建立加工工艺预测模型和加工参数优化模型，通过BP神经网络进行加工工艺的预测以及加工参数的优化。通过优化所得的加工参数进行加工实验，在加工速度和表面粗糙度方面大有提高，证明了模型的准确性，有利于电极丝振动装置的普及和发展。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 我国高速走丝机床研究现状

1．2．1 高速走丝机床的技术水平

1．2．2 电极丝振动控制研究状况

1．2．3 线切割建模现状

1．3 本课题的研究内容

第2章 高速走丝机床电极丝振动控制装置的研究

2．1 高速走丝机床的相关理论

2．1．1 高速走丝机床加工简介

2．1．2 高速走丝机床加工机理

2．1．3 高速走丝机床加工特点

2．2 高速走丝机床的电极丝振动分析

2．3 高速走丝机床电极丝振动控制装置

2．3．1 电极丝振动控制装置工作原理

2．3．2 检测电路

2．3．3 电极丝振动检测装置

2．3．4 张丝装置

2．3．5 驱动装置

2．3．6 控制器

2．4 本章小结

第3章 高速走丝机床电极丝振动控制装置切割实验

3．1 实验条件

3．2 试验设计

3．2．1 工艺目标

3．2．2 影响因素

3．3 实验结果

3．4 本章小结

第4章 高速走丝机床电极丝振动控制加工工艺建模

4．1 BP神经网络

4．1．1 BP神经网络学习过程

4．1．2 BP神经网络的模型和传递函数

4．2 BP神经网络建模所用相关数据的选择

4．2．1 建模所用函数的选择

4．2．2 建模相关参数的选择

4．3 加工工艺模型的建立与验证

4．4 本章小结

第5章 高速走丝机床电极丝振动控制加工参数优化

5．1 加工参数优化模型

5．1．1 粗糙度给定条件下加工参数优化模型

5．1．2 粗糙度未给定条件下加工参数优化模型

5．2 加工参数优化

5．2．1 粗糙度给定条件下加工参数优化

5．2．2 粗糙度未给定条件下加工参数优化

5．3 优化结果的实验验证

5．3．1 粗糙度给定的情况下优化参数的实验验证

5．3．2 粗糙度未给定的情况下优化参数的实验验证

5．4 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢