精密電火花線切割工藝及應用

目錄
第1章　精密電火花線切割加工基本規(guī)律及特點　1　
1.1　電火花線切割加工應用背景及原理　2　
1.1.1　電火花線切割加工應用背景　2　
1.1.2　電火花線切割加工放電機理　2　
1.1.3　電火花線切割加工分類　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)檢測與辨識　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　分子動力學及蝕除熱模型　18　
2.1.1　分子動力學建模與仿真　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　磁場輔助技術(shù)　26　
2.3.1　磁場輔助技術(shù)分類及工況參數(shù)　26　
2.3.2　磁場輔助改善機制　27　
2.4　工藝參數(shù)優(yōu)化方法　30　
2.4.1　單目標工藝優(yōu)化　30　
2.4.2　多目標工藝優(yōu)化　31　
第3章　精密電火花線切割加工蝕除熱模型　33　
3.1　精密電火花分子動力學模型　34　
3.1.1　模型建立　34　
3.1.2　算法實現(xiàn)　35　
3.1.3　仿真加工動態(tài)過程分析　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　熱傳導模型　40　
3.2.2　模型建立　40　
3.2.3　模型計算　43　
3.3　連續(xù)脈沖放電材料蝕除熱模型　46　
3.3.1　熱力學模型　46　
3.3.2　模型建立　47　
3.3.3　模型計算　48　
3.4　實驗驗證　51　
3.4.1　分子動力學模型實驗驗證　51　
3.4.2　連續(xù)脈沖放電材料蝕除熱模型實驗驗證　53　
第4章　精密電火花線切割張力控制技術(shù)　57　
4.1　電極絲張力對形位誤差的影響機制　58　
4.2　電極絲撓曲變形　59　
4.2.1　影響導輪之間電極絲撓曲變形的因素　59　
4.2.2　導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證與分析　65　
4.3　電極絲振動方程　73　
4.3.1　電極絲三維溫度場建模　73　
4.3.2　電極絲三維磁場建?！?6　
4.3.3　電極絲振動多物理場耦合模型　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　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)的形位誤差實驗　91　
第5章　磁場輔助精密電火花線切割加工技術(shù)　95　
5.1　磁場輔助精密電火花線切割連續(xù)脈沖放電提高機制　96　
5.1.1　磁場作用下電極絲振動對連續(xù)脈沖放電點分布的影響　96　
5.1.2　磁場作用下殘渣排出對連續(xù)脈沖放電點分布的影響　98　
5.2　磁場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驗研究　105　
5.3.1　工件材料、實驗設備及實驗設計　105　
5.3.2　放電狀態(tài)觀測　108　
5.3.3　不同加工參數(shù)對表面粗糙度及重鑄層厚度的影響　109　
5.3.4　磁場參數(shù)對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驗研究　111　
5.4.1　工件材料、實驗設備及實驗設計　111　
5.4.2　放電狀態(tài)觀測　114　
5.4.3　不同放電參數(shù)對SEC的影響　115　
5.4.4　磁場參數(shù)對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　算法簡介　118　
6.1.2　正交加工實驗　118　
6.1.3　基于混合核的高斯過程回歸模型　121　
6.1.4　多目標工藝優(yōu)化研究　124　
6.1.5　實驗驗證　131　
6.2　非支配鄰域免疫算法　133　
6.2.1　算法簡介　133　
6.2.2　算法改進　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　實驗驗證　142　
6.3　神經(jīng)網(wǎng)絡-狼群混合算法　143　
6.3.1　基于領(lǐng)導者策略的狼群算法　144　
6.3.2　神經(jīng)網(wǎng)絡　148　
6.3.3　神經(jīng)網(wǎng)絡-狼群混合優(yōu)化算法　150　
6.3.4　曲面響應加工實驗　150　
6.3.5　數(shù)學模型建立　154　
6.3.6　多目標工藝優(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)境問題　161　
7.2　磁場輔助方法的可持續(xù)制造實驗研究　161　
7.2.1　工件材料及實驗設計　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)制造實驗研究　175　
7.3.1　微裂紋電極絲的制備　176　
7.3.2　微裂紋電極絲對加工效果的提高機制　176　
7.3.3　工件材料及實驗設計　177　
7.3.4　MRR與能耗　178　
7.3.5　殘渣污染物　180　
參考文獻　181