本文關(guān)鍵詞：短電弧高速銑削加工工藝研究

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【摘要】：電火花加工是一種利用電能和熱能進(jìn)行加工的新工藝,加工過程中不與工件直接接觸,只是依靠工具與工件之間的高溫放電現(xiàn)象來蝕除材料,在加工高硬度、高脆性、高塑性等難加工材料方面具有獨特優(yōu)勢。但傳統(tǒng)電火花加工效率偏低,使其應(yīng)用范圍受到限制,如何提高電火花加工的加工效率始終是電火花加工領(lǐng)域急需解決的問題。本文所提出的短電弧高速銑削加工技術(shù),具有加工效率高的突出特點,可以彌補傳統(tǒng)電火花加工技術(shù)的不足。本文實驗研究了短電弧高速銑削加工工藝參數(shù)對加工效果的影響規(guī)律,并通過MATLAB人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了工藝神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,開發(fā)設(shè)計了工藝仿真預(yù)測系統(tǒng)。取得研究成果如下：通過對現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行設(shè)計改造、自主研發(fā)復(fù)合電源、改進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)計開發(fā)短電弧放電短路檢測與自動回退抬刀控制系統(tǒng),成功搭建短電弧高速銑削加工數(shù)控機(jī)床,實現(xiàn)了穩(wěn)定的短電弧銑削加工,加工效率最高達(dá)到5500mm3/min,是普通電火花加工效率的5.5～550倍。對短電弧高速銑削加工中主軸轉(zhuǎn)速、峰值電流、沖液壓力、復(fù)合脈沖電壓四個工藝參數(shù)對工件材料去除率、工具電極損耗率、表面粗糙度的影響規(guī)律進(jìn)行了實驗研究,結(jié)果表明：隨著主軸轉(zhuǎn)速的增大,工件材料去除率增大,工具電極損耗速度加快,表面粗糙度值降低；隨著峰值電流的增大,工件材料去除率增大,工具電極損耗速度加快,表面粗糙度值升高；沖液壓力越大,斷弧作用越明顯,材料去除率和電極損耗速度均降低,但加工表面質(zhì)量更好；復(fù)合脈沖電壓升高,能小幅提高材料去除率,并降低電極損耗速度,對表面質(zhì)量影響較小。利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法對短電弧高速銑削加工工藝進(jìn)行了建模仿真與結(jié)果預(yù)測,并通過實驗驗證了所建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的可靠性。驗證結(jié)果表明：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真與預(yù)測結(jié)果能準(zhǔn)確反映短電弧高速銑削加工的工藝規(guī)律；加工效果預(yù)測誤差較小。利用MATLAB的GUI高級圖形用戶界面開發(fā)設(shè)計了短電弧高速銑削加工工藝仿真預(yù)測系統(tǒng),并編寫了相關(guān)控件的回調(diào)函數(shù)。該系統(tǒng)功能齊全,界面友好,操作過程簡單方便,運行穩(wěn)定可靠。
【關(guān)鍵詞】：短電弧加工 高速銑削 工藝研究 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 短電弧加工技術(shù)簡介13-15
• 1.1.1 短電弧加工技術(shù)的產(chǎn)生及特點13-14
• 1.1.2 短電弧加工的材料去除率與工具電極損耗率14-15
• 1.2 短電弧加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 短電弧加工放電特性的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 短電弧加工工藝的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 短電弧加工設(shè)備與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀20
• 1.3 短電弧高速加工的發(fā)展趨勢20-21
• 1.4 課題研究的意義21-22
• 1.5 課題來源和主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 短電弧高速銑削加工實驗設(shè)備及實驗設(shè)計23-35
• 2.1 短電弧高速銑削加工實驗設(shè)備23-29
• 2.1.1 短電弧高速銑削加工機(jī)床及復(fù)合電源23-25
• 2.1.2 數(shù)控系統(tǒng)及其改進(jìn)25-29
• 2.1.3 工作液循環(huán)系統(tǒng)29
• 2.2 實驗方法與實驗設(shè)計29-34
• 2.2.1 實驗材料與加工方法29-30
• 2.2.2 實驗設(shè)計30-31
• 2.2.3 測量儀器與測量方法31-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第3章 短電弧高速銑削加工工藝實驗研究35-51
• 3.1 短電弧高速銑削加工工藝正交實驗研究35-42
• 3.1.1 正交實驗結(jié)果35-37
• 3.1.2 正交實驗數(shù)據(jù)分析37-41
• 3.1.3 正交實驗結(jié)果分析41-42
• 3.2 短電弧高速銑削加工工藝單因素實驗研究42-48
• 3.2.1 單因素實驗方案設(shè)計42-43
• 3.2.2 單因素實驗結(jié)果與分析43-48
• 3.3 本章小結(jié)48-51
• 第4章 短電弧高速銑削加工工藝系統(tǒng)仿真51-67
• 4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理51-53
• 4.1.1 人工神經(jīng)元模型51-52
• 4.1.2 神經(jīng)元傳遞函數(shù)52-53
• 4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計53-57
• 4.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)53-54
• 4.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法54-57
• 4.3 短電弧高速銑削加工工藝的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真57-65
• 4.3.1 數(shù)據(jù)歸一化處理57-59
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立59
• 4.3.3 訓(xùn)練函數(shù)的選擇59-63
• 4.3.4 隱含層神經(jīng)元數(shù)的確定63-65
• 4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加工結(jié)果預(yù)測與實驗驗證65-66
• 4.5 本章小結(jié)66-67
• 第5章 短電弧高速銑削加工工藝仿真預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計67-77
• 5.1 仿真預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能67-68
• 5.2 仿真預(yù)測系統(tǒng)的界面設(shè)計與程序編寫68-72
• 5.3 仿真預(yù)測系統(tǒng)的運行過程72-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 附錄79-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得的科研成果91-92
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表92

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬博;梁楚華;周建平;;基于MATLAB的短電弧加工工藝模型回歸分析與研究[J];機(jī)械工程與自動化;2011年02期

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本文編號：856693