線切割加工參數(shù)智選系統(tǒng)的研究

摘 要：本篇采用混合編程的方法設(shè)計(jì)線切割加工參數(shù)的智選系統(tǒng)軟件，有效解決線切割加工參數(shù)優(yōu)選的問(wèn)題，使其很好地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：加工效率；線切割；優(yōu)化系統(tǒng)；加工參數(shù)

中圖分類號(hào)：TG484

線切割加工可以針對(duì)于某些難加工材料工件進(jìn)行加工，尤其是在窄槽、深腔、微細(xì)、復(fù)雜形狀等的加工領(lǐng)域。但加工時(shí)很大程度上依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)，或者加工參數(shù)表的近似選取，如果工藝參數(shù)設(shè)置不合理，將極大影響機(jī)床的加工效率、加工精度和加工能力，所以本篇對(duì)能提供線切割加工參數(shù)的智選系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

1 影響工藝參數(shù)的主要因素

（1）峰值電流，（2）脈沖寬度，（3）脈沖間隔，（4）走絲速度，（5）進(jìn)給速度，（6）走絲速度等。

2 電火花線切割加工參數(shù)的選擇原則

2.1 要求切割速度高時(shí)：當(dāng)脈沖電源的空載電壓高、短路電流高、脈沖寬度大時(shí)，則切割速度高。

2.2 要求表面粗糙度好時(shí)：若切割的工件厚度在80mm以內(nèi)，則選用分組波的脈沖電源為好，它與同樣能量的矩形波脈沖電源相比，在相同的切割條件下，可以獲得較好的表面粗糙度。

2.3 要求電極絲損耗小時(shí)：多選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形，由于這種波形電流的上升率低，故可以減少絲損.

2.4 要求切割大厚工件時(shí)：選用矩形波、高電壓、大電流、大脈寬和大脈間，可充分消電離，保證加工穩(wěn)定性。

3 工藝數(shù)據(jù)的試驗(yàn)采集

建立工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的第一步工作是采集工藝數(shù)據(jù)，也就是建立工藝參數(shù)表，切割機(jī)床的主要加工材料有三種：鐵基合金、紫銅和硬質(zhì)合金，工藝參數(shù)表以這三種材料作為建立對(duì)象，根據(jù)線切割的基本工藝規(guī)律制定試驗(yàn)方案，從試驗(yàn)中獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于每種材料的常用加工厚度范圍，最終選取若干組電參數(shù)以覆蓋用戶所需的各種加工效果。

3.1 準(zhǔn)備試驗(yàn)材料

我國(guó)產(chǎn)的加工材料主要有三種：鐵基合金、紫銅和硬質(zhì)合金，本試驗(yàn)采用鐵基合金CrWMn鋼等。

3.2 準(zhǔn)備試驗(yàn)設(shè)備

采用成都無(wú)線電專用設(shè)備廠的DK7725型機(jī)床分為控制機(jī)柜部分和機(jī)械部分。其中控制機(jī)柜輸入采用標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)輸入和自動(dòng)編程軟件進(jìn)行編程。

3.3 試驗(yàn)步驟

坯料準(zhǔn)備→工件裝夾位置校正→工藝準(zhǔn)備→ 程序編制→ 切割加工

3.4 準(zhǔn)備試驗(yàn)條件

電源輸出電壓：95v；電極絲直徑： 0.13mm；電極絲走絲速度：10m /s；硬度為：HB200；工作液名稱：乳化皂配置的乳化液

3.5 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果如表1-1所示。在利用已有的工藝參數(shù)的同時(shí)，參考線切割加工的物理模型以及己有經(jīng)驗(yàn)，選擇適當(dāng)?shù)募s束條件，方能得到合適的優(yōu)化結(jié)果。

4 線切割加工參數(shù)智選系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)

4.1 工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立分為兩部分：工藝數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS ）的建立。系統(tǒng)主要模塊如下：

4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的建立

線切割加工工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中主要儲(chǔ)存的是由工件材料、工件厚度、峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔比、加工平均電流、切割速度、表面粗糙度和加工穩(wěn)定性等組成的數(shù)據(jù)組合。

4.3 軟件的應(yīng)用平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具

軟件采用Visual VC++ 和Microsoft SQL Server開(kāi)發(fā)的，并選用WindowsXP 開(kāi)發(fā)平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心功能是查詢，利用查詢功能使用者可以輕松的根據(jù)加工要求選擇加工參數(shù)。此外，數(shù)據(jù)庫(kù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)加工參數(shù)組合的記憶存儲(chǔ)，利用線切割加工穩(wěn)定性與切割速度為判斷標(biāo)準(zhǔn)，若所選加工參數(shù)組合滿足一定的切割速度和具有比較好的加工穩(wěn)定性，則數(shù)據(jù)庫(kù)將自動(dòng)對(duì)該組參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以完善該工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.4 軟件實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)不僅能進(jìn)行線切割工藝效果優(yōu)化、工藝效果預(yù)測(cè)和加工參數(shù)優(yōu)選，而且通過(guò)更改模型的輸入與輸出，軟件可適用于其它類型的線切割機(jī)床。

4.4.1 線切割加工參數(shù)智選系統(tǒng)

資源提供者通過(guò)主頁(yè)面中選擇用戶登錄，驗(yàn)證通過(guò)后，進(jìn)入資源管理頁(yè)面，如圖4-2所示。

4.4.2 工藝信息查詢

用戶可以對(duì)工藝信息進(jìn)行查詢，如圖4-3所示。

采用與混合編程的方法完成電火花線切割加工參數(shù)智選系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。該軟件具有工藝效果優(yōu)化、工藝效果預(yù)測(cè)和加工參數(shù)優(yōu)選三項(xiàng)核心功能，有效地解決了本課題研究所涉及的主要問(wèn)題。

5 總結(jié)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)工件厚度、脈沖寬度、脈沖間隔等工藝因素對(duì)加工工藝目標(biāo)的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分析各因素對(duì)工藝目標(biāo)的規(guī)律及影響大小。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，獲取建立工藝參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)的樣本數(shù)據(jù)，分析加工參數(shù)選擇的基本規(guī)律，在這些研究的基礎(chǔ)之上，借助與混合編程，把建立的各個(gè)模型模塊放在一個(gè)系統(tǒng)下，構(gòu)建切割加工參數(shù)智選系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜自超.王平電火花加工工藝參數(shù)的優(yōu)化及其應(yīng)用電加工與模具.2004.

[2]郭永豐.電火花加工技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.