精密電火花線切割工藝及應(yīng)用

目錄
第1章　精密電火花線切割加工基本規(guī)律及特點(diǎn)　1　
1.1　電火花線切割加工應(yīng)用背景及原理　2　
1.1.1　電火花線切割加工應(yīng)用背景　2　
1.1.2　電火花線切割加工放電機(jī)理　2　
1.1.3　電火花線切割加工分類(lèi)　4　
1.2　電火花線切割加工的主要參數(shù)　5　
1.2.1　放電參數(shù)　5　
1.2.2　非放電參數(shù)　5　
1.3　電火花線切割加工間隙放電狀態(tài)　6　
1.3.1　間隙放電狀態(tài)檢測(cè)與辨識(shí)　6　
1.3.2　影響放電狀態(tài)的因素　7　
1.4　電火花線切割加工的主要工藝指標(biāo)及其影響因素　8　
1.4.1　加工效率　8　
1.4.2　表面質(zhì)量　11　
1.4.3　加工精度　14　
第2章　精密電火花線切割加工工藝　17　
2.1　分子動(dòng)力學(xué)及蝕除熱模型　18　
2.1.1　分子動(dòng)力學(xué)建模與仿真　18　
2.1.2　基于高斯熱源的蝕除熱模型　20　
2.2　電極絲張力控制技術(shù)　22　
2.2.1　精密電火花線切割電極絲張力分析　22　
2.2.2　電極絲恒張力控制系統(tǒng)的搭建　24　
2.3　磁場(chǎng)輔助技術(shù)　26　
2.3.1　磁場(chǎng)輔助技術(shù)分類(lèi)及工況參數(shù)　26　
2.3.2　磁場(chǎng)輔助改善機(jī)制　27　
2.4　工藝參數(shù)優(yōu)化方法　30　
2.4.1　單目標(biāo)工藝優(yōu)化　30　
2.4.2　多目標(biāo)工藝優(yōu)化　31　
第3章　精密電火花線切割加工蝕除熱模型　33　
3.1　精密電火花分子動(dòng)力學(xué)模型　34　
3.1.1　模型建立　34　
3.1.2　算法實(shí)現(xiàn)　35　
3.1.3　仿真加工動(dòng)態(tài)過(guò)程分析　36　
3.1.4　仿真加工參數(shù)影響研究分析　38　
3.2　單脈沖放電材料蝕除熱模型　39　
3.2.1　熱傳導(dǎo)模型　40　
3.2.2　模型建立　40　
3.2.3　模型計(jì)算　43　
3.3　連續(xù)脈沖放電材料蝕除熱模型　46　
3.3.1　熱力學(xué)模型　46　
3.3.2　模型建立　47　
3.3.3　模型計(jì)算　48　
3.4　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　51　
3.4.1　分子動(dòng)力學(xué)模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　51　
3.4.2　連續(xù)脈沖放電材料蝕除熱模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　53　
第4章　精密電火花線切割張力控制技術(shù)　57　
4.1　電極絲張力對(duì)形位誤差的影響機(jī)制　58　
4.2　電極絲撓曲變形　59　
4.2.1　影響導(dǎo)輪之間電極絲撓曲變形的因素　59　
4.2.2　導(dǎo)輪之間電極絲撓曲變形建?！?3　
4.2.3　電極絲撓曲變形模型驗(yàn)證與分析　65　
4.3　電極絲振動(dòng)方程　73　
4.3.1　電極絲三維溫度場(chǎng)建?！?3　
4.3.2　電極絲三維磁場(chǎng)建?！?6　
4.3.3　電極絲振動(dòng)多物理場(chǎng)耦合模型　77　
4.4　電極絲恒張力控制系統(tǒng)　82　
4.4.1　電極絲恒張力系統(tǒng)辨識(shí)　82　
4.4.2　智能PID控制仿真　86　
4.4.3　電極絲恒張力控制系統(tǒng)的形位誤差實(shí)驗(yàn)　91　
第5章　磁場(chǎng)輔助精密電火花線切割加工技術(shù)　95　
5.1　磁場(chǎng)輔助精密電火花線切割連續(xù)脈沖放電提高機(jī)制　96　
5.1.1　磁場(chǎng)作用下電極絲振動(dòng)對(duì)連續(xù)脈沖放電點(diǎn)分布的影響　96　
5.1.2　磁場(chǎng)作用下殘?jiān)懦鰧?duì)連續(xù)脈沖放電點(diǎn)分布的影響　98　
5.2　磁場(chǎng)輔助電火花線切割加工磁性與非磁性材料的差異　102　
5.2.1　蝕除過(guò)程差異　102　
5.2.2　微觀表面完整性差異　104　
5.3　磁性材料加工微觀表面完整性實(shí)驗(yàn)研究　105　
5.3.1　工件材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　105　
5.3.2　放電狀態(tài)觀測(cè)　108　
5.3.3　不同加工參數(shù)對(duì)表面粗糙度及重鑄層厚度的影響　109　
5.3.4　磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)微觀表面形貌的影響　110　
5.4　非磁性材料加工微觀表面完整性實(shí)驗(yàn)研究　111　
5.4.1　工件材料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　111　
5.4.2　放電狀態(tài)觀測(cè)　114　
5.4.3　不同放電參數(shù)對(duì)SEC的影響　115　
5.4.4　磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)表面粗糙度及微觀表面形貌的影響　115　
第6章　多工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)　117　
6.1　非支配排序遺傳算法　118　
6.1.1　算法簡(jiǎn)介　118　
6.1.2　正交加工實(shí)驗(yàn)　118　
6.1.3　基于混合核的高斯過(guò)程回歸模型　121　
6.1.4　多目標(biāo)工藝優(yōu)化研究　124　
6.1.5　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　131　
6.2　非支配鄰域免疫算法　133　
6.2.1　算法簡(jiǎn)介　133　
6.2.2　算法改進(jìn)　134　
6.2.3　廣義回歸模型　135　
6.2.4　算法優(yōu)化結(jié)果　137　
6.2.5　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　142　
6.3　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-狼群混合算法　143　
6.3.1　基于領(lǐng)導(dǎo)者策略的狼群算法　144　
6.3.2　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)　148　
6.3.3　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-狼群混合優(yōu)化算法　150　
6.3.4　曲面響應(yīng)加工實(shí)驗(yàn)　150　
6.3.5　數(shù)學(xué)模型建立　154　
6.3.6　多目標(biāo)工藝優(yōu)化　157　
第7章　精密電火花線切割加工的可持續(xù)制造工藝　159　
7.1　環(huán)境友好型可持續(xù)制造新要求　160　
7.1.1　能耗　160　
7.1.2　噪聲　160　
7.1.3　其他環(huán)境問(wèn)題　161　
7.2　磁場(chǎng)輔助方法的可持續(xù)制造實(shí)驗(yàn)研究　161　
7.2.1　工件材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　161　
7.2.2　能耗　164　
7.2.3　環(huán)境影響　167　
7.2.4　放電波形與表面完整性　171　
7.2.5　多工藝參數(shù)優(yōu)化　173　
7.3　新型微裂紋電極絲的可持續(xù)制造實(shí)驗(yàn)研究　175　
7.3.1　微裂紋電極絲的制備　176　
7.3.2　微裂紋電極絲對(duì)加工效果的提高機(jī)制　176　
7.3.3　工件材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　177　
7.3.4　MRR與能耗　178　
7.3.5　殘?jiān)廴疚铩?80　
參考文獻(xiàn)　181