本文關(guān)鍵詞：7075鋁合金電火花加工電參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：7075鋁合金與傳統(tǒng)材料模具鋼相比，具有比強度高、導(dǎo)熱性好、抗腐蝕性強、電加工性能好等優(yōu)點，近幾年，在塑料模具中的應(yīng)用比重越來越大。由于塑料模具的結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，傳統(tǒng)加工難以滿足要求，需要采用電火花加工技術(shù)來加工復(fù)雜型面、深槽和窄縫等。然而，7075鋁合金電火花加工工藝效果受多種工藝參數(shù)（尤其是電參數(shù)）的影響，加工工藝效果難以控制，只能依靠操作者的經(jīng)驗來進行加工，難以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。因此，研究7075鋁合金電火花加工電參數(shù)的優(yōu)化選擇，對工藝效果的控制及自動化加工的實現(xiàn)具有重要意義。 本文提出將物質(zhì)-場分析法應(yīng)用于7075鋁合金電火花加工電參數(shù)研究，建立了7075鋁合金電火花加工單脈沖放電物質(zhì)-場模型，得出了電參數(shù)對加工工藝效果的影響規(guī)律，并進一步對7075鋁合金電火花加工進行了試驗研究，以試驗結(jié)果作為樣本數(shù)據(jù)，MATLABR2012a軟件為工作平臺，建立了7075鋁合金電火花加工工藝效果預(yù)測模型，結(jié)合遺傳算法，可以優(yōu)化電參數(shù)，進而獲得理想的電火花加工工藝效果。主要研究內(nèi)容如下： （1）研究了電火花加工原理、物質(zhì)-場分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等理論，確定了7075鋁合金電火花加工電參數(shù)優(yōu)化總體思路。 （2）研究了電火花加工的物質(zhì)-場表示原理，基于物質(zhì)-場分析法對7075鋁合金電火花加工機理進行了分析研究，建立了物質(zhì)-場分析法解決電火花加工放電系統(tǒng)問題的應(yīng)用流程，得到了電火花加工中單脈沖放電物質(zhì)-場模型，基于該模型，分析了各電參數(shù)對電火花加工工藝效果的影響規(guī)律，并針對電火花加工放電不穩(wěn)定問題，給出了解決方案。 （3）研究電參數(shù)對加工工藝效果的影響。以紫銅為工具電極，7075鋁合金為加工對象，對電火花加工速度和表面粗糙度進行單因素試驗，，得出峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔、開路電壓與加工速度、表面粗糙度之間的直觀關(guān)系。單因素試驗的研究結(jié)果和基于單脈沖放電物質(zhì)-場模型的分析結(jié)果一致，說明所建立單脈沖放電物質(zhì)-場模型的有效性。 （4）鑒于各電參數(shù)之間的相互影響制約，對7075鋁合金電火花加工進行多因素試驗，采用正交實驗法設(shè)計試驗。以加工速度和表面粗糙度為工藝指標，分別考慮峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔3個因素，每個因素5個水平，得到了25組具有代表性的試驗數(shù)據(jù)。 （5）隨機抽取25組正交試驗數(shù)據(jù)中的22組作為學習樣本，剩余的3組數(shù)據(jù)作為測試樣本，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了7075鋁合金電火花加工工藝效果預(yù)測模型。結(jié)果表明；所建立模型預(yù)測精度較高。針對給定的工藝指標，結(jié)合遺傳算法，利用7075鋁合金電火花加工工藝效果預(yù)測模型，對電參數(shù)進行優(yōu)化，結(jié)果表明：7075鋁合金電火花加工工藝效果預(yù)測模型可以實現(xiàn)電參數(shù)的優(yōu)選。
【關(guān)鍵詞】：7075鋁合金 電火花加工 物質(zhì)-場分析法 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 電參數(shù)優(yōu)化
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9
• 1.2 課題研究的目的和意義9-10
• 1.3 電火花加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3.1 電火花加工基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 電火花加工工藝研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.3 電火花加工工藝參數(shù)優(yōu)化的研究及存在的問題13-14
• 1.4 塑料模具中 7075 鋁合金加工方法現(xiàn)狀14-15
• 1.5 主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 相關(guān)理論研究17-27
• 2.1 電火花加工原理17-18
• 2.2 物質(zhì)-場分析法簡介18-21
• 2.2.1 物質(zhì)-場分析法中的功能描述18-19
• 2.2.2 系統(tǒng)功能元件及功能的類型19
• 2.2.3 76 個標準解19-20
• 2.2.4 物質(zhì)-場分析法的一般應(yīng)用流程20-21
• 2.2.5 物質(zhì)-場分析法的應(yīng)用領(lǐng)域21
• 2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介21-24
• 2.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型21-22
• 2.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類型22-23
• 2.3.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)23-24
• 2.4 遺傳算法簡介24-26
• 2.4.1 遺傳算法的基本操作25
• 2.4.2 遺傳算法的步驟25-26
• 2.5 相關(guān)理論之間的聯(lián)系26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于物質(zhì)-場的電火花加工電參數(shù)研究27-39
• 3.1 電火花加工的物質(zhì)-場表示原理27-32
• 3.1.1 電火花加工的物質(zhì)-場分析流程27-28
• 3.1.2 電火花加工材料放電腐蝕系統(tǒng)的物質(zhì)-場分析28-32
• 3.2 基于物質(zhì)-場分析法的電火花加工機理模型構(gòu)建32-35
• 3.2.1 工藝過程中的物質(zhì)-場模型32
• 3.2.2 電火花加工放電系統(tǒng)的物質(zhì)-場分析流程32-33
• 3.2.3 確定電火花單脈沖放電系統(tǒng)的功能元件33
• 3.2.4 電火花單脈沖放電四個階段的物質(zhì)-場模型33-35
• 3.2.5 電火花單脈沖放電整個過程的物質(zhì)-場模型35
• 3.3 物質(zhì)-場模型下的電火花加工電參數(shù)研究35-38
• 3.3.1 電火花加工電參數(shù)對工藝效果的影響35-36
• 3.3.2 電火花加工中放電不穩(wěn)定問題的解決36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 7075 鋁合金電火花加工電參數(shù)對工藝效果影響試驗研究39-54
• 4.1 進行單因素試驗研究39-43
• 4.1.1 單因素試驗方案確定39
• 4.1.2 試驗機床與儀器39-41
• 4.1.3 工件材料與工具電極材料41-42
• 4.1.4 工作液選擇42
• 4.1.5 工藝指標及測量方式42
• 4.1.6 確定單因素試驗加工電參數(shù)值42-43
• 4.2 單因素試驗結(jié)果與分析43-51
• 4.2.1 脈沖寬度對加工速度和表面粗糙度的影響43-44
• 4.2.2 峰值電流對加工速度和表面粗糙度的影響44-46
• 4.2.3 脈沖間隔對加工速度和表面粗糙度的影響46-48
• 4.2.4 開路電壓對加工速度和表面粗糙度的影響48-51
• 4.3 進行多因素試驗51-53
• 4.3.1 多因素試驗方案51-52
• 4.3.2 多因素試驗結(jié)果52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 7075 鋁合金電火花加工電參數(shù)優(yōu)化研究54-67
• 5.1 7075 鋁合金電火花加工工藝效果預(yù)測模型的建立54-60
• 5.1.1 樣本數(shù)據(jù)及預(yù)處理54-56
• 5.1.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計56-58
• 5.1.3 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)選擇58-59
• 5.1.4 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程及結(jié)果59-60
• 5.2 7075 鋁合金加工工藝效果預(yù)測模型試驗驗證60-61
• 5.3 7075 鋁合金電火花加工電參數(shù)優(yōu)化61-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-74
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文74

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：936676