线切割加工参数智选系统的研究

摘 要：本篇采用混合编程的方法设计线切割加工参数的智选系统软件，有效解决线切割加工参数优选的问题，使其很好地指导生产实践。

关键词：加工效率；线切割；优化系统；加工参数

中图分类号：TG484

线切割加工可以针对于某些难加工材料工件进行加工，尤其是在窄槽、深腔、微细、复杂形状等的加工领域。但加工时很大程度上依赖于操作者的经验，或者加工参数表的近似选取，如果工艺参数设置不合理，将极大影响机床的加工效率、加工精度和加工能力，所以本篇对能提供线切割加工参数的智选系统进行了研究。

1 影响工艺参数的主要因素

（1）峰值电流，（2）脉冲宽度，（3）脉冲间隔，（4）走丝速度，（5）进给速度，（6）走丝速度等。

2 电火花线切割加工参数的选择原则

2.1 要求切割速度高时：当脉冲电源的空载电压高、短路电流高、脉冲宽度大时，则切割速度高。

2.2 要求表面粗糙度好时：若切割的工件厚度在80mm以内，则选用分组波的脉冲电源为好，它与同样能量的矩形波脉冲电源相比，在相同的切割条件下，可以获得较好的表面粗糙度。

2.3 要求电极丝损耗小时：多选用前阶梯脉冲波形或脉冲前沿上升缓慢的波形，由于这种波形电流的上升率低，故可以减少丝损.

2.4 要求切割大厚工件时：选用矩形波、高电压、大电流、大脉宽和大脉间，可充分消电离，保证加工稳定性。

3 工艺数据的试验采集

建立工艺数据库的第一步工作是采集工艺数据，也就是建立工艺参数表，切割机床的主要加工材料有三种：铁基合金、紫铜和硬质合金，工艺参数表以这三种材料作为建立对象，根据线切割的基本工艺规律制定试验方案，从试验中获取试验数据，对于每种材料的常用加工厚度范围，最终选取若干组电参数以覆盖用户所需的各种加工效果。

3.1 准备试验材料

我国产的加工材料主要有三种：铁基合金、紫铜和硬质合金，本试验采用铁基合金CrWMn钢等。

3.2 准备试验设备

采用成都无线电专用设备厂的DK7725型机床分为控制机柜部分和机械部分。其中控制机柜输入采用标准键盘输入和自动编程软件进行编程。

3.3 试验步骤

坯料准备工件装夹位置校正工艺准备 程序编制 切割加工

3.4 准备试验条件

电源输出电压：95v；电极丝直径： 0.13mm；电极丝走丝速度：10m /s；硬度为：HB200；工作液名称：乳化皂配置的乳化液

3.5 试验结果

试验结果如表1-1所示。在利用已有的工艺参数的同时，参考线切割加工的物理模型以及己有经验，选择适当的约束条件，方能得到合适的优化结果。

4 线切割加工参数智选系统的软件开发

4.1 工艺数据库的建立

工艺数据库的建立分为两部分：工艺数据的采集和数据库管理系统（DBMS ）的建立。系统主要模块如下：

4.2 数据库管理系统的建立

线切割加工工艺数据库中主要储存的是由工件材料、工件厚度、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔比、加工平均电流、切割速度、表面粗糙度和加工稳定性等组成的数据组合。

4.3 软件的应用平台和开发工具

软件采用Visual VC++ 和Microsoft SQL Server开发的，并选用WindowsXP 开发平台。数据库系统的核心功能是查询，利用查询功能使用者可以轻松的根据加工要求选择加工参数。此外，数据库还能实现对加工参数组合的记忆存储，利用线切割加工稳定性与切割速度为判断标准，若所选加工参数组合满足一定的切割速度和具有比较好的加工稳定性，则数据库将自动对该组参数进行存储，以完善该工艺数据库。

4.4 软件实现

该系统不仅能进行线切割工艺效果优化、工艺效果预测和加工参数优选，而且通过更改模型的输入与输出，软件可适用于其它类型的线切割机床。

4.4.1 线切割加工参数智选系统

资源提供者通过主页面中选择用户登录，验证通过后，进入资源管理页面，如图4-2所示。

4.4.2 工艺信息查询

用户可以对工艺信息进行查询，如图4-3所示。

采用与混合编程的方法完成电火花线切割加工参数智选系统的软件设计。该软件具有工艺效果优化、工艺效果预测和加工参数优选三项核心功能，有效地解决了本课题研究所涉及的主要问题。

5 总结

通过实验，对工件厚度、脉冲宽度、脉冲间隔等工艺因素对加工工艺目标的影响进行实验研究，分析各因素对工艺目标的规律及影响大小。在试验的基础上，获取建立工艺参数优化系统的样本数据，分析加工参数选择的基本规律，在这些研究的基础之上，借助与混合编程，把建立的各个模型模块放在一个系统下，构建切割加工参数智选系统。

参考文献：

[1]姜自超.王平电火花加工工艺参数的优化及其应用电加工与模具.2004.

[2]郭永丰.电火花加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.