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7075铝合金与传统材料模具钢相比,具有比强度高、导热性好、抗腐蚀性强、电加工性能好等优点,近几年,在塑料模具中的应用比重越来越大。由于塑料模具的结构通常较为复杂,传统加工难以满足要求,需要采用电火花加工技术来加工复杂型面、深槽和窄缝等。然而,7075铝合金电火花加工工艺效果受多种工艺参数(尤其是电参数)的影响,加工工艺效果难以控制,只能依靠操作者的经验来进行加工,难以实现自动化生产。因此,研究7075铝合金电火花加工电参数的优化选择,对工艺效果的控制及自动化加工的实现具有重要意义。本文提出将物质-场分析法应用于7075铝合金电火花加工电参数研究,建立了7075铝合金电火花加工单脉冲放电物质-场模型,得出了电参数对加工工艺效果的影响规律,并进一步对7075铝合金电火花加工进行了试验研究,以试验结果作为样本数据,MATLABR2012a软件为工作平台,建立了7075铝合金电火花加工工艺效果预测模型,结合遗传算法,可以优化电参数,进而获得理想的电火花加工工艺效果。主要研究内容如下:(1)研究了电火花加工原理、物质-场分析法、人工神经网络和遗传算法等理论,确定了7075铝合金电火花加工电参数优化总体思路。(2)研究了电火花加工的物质-场表示原理,基于物质-场分析法对7075铝合金电火花加工机理进行了分析研究,建立了物质-场分析法解决电火花加工放电系统问题的应用流程,得到了电火花加工中单脉冲放电物质-场模型,基于该模型,分析了各电参数对电火花加工工艺效果的影响规律,并针对电火花加工放电不稳定问题,给出了解决方案。(3)研究电参数对加工工艺效果的影响。以紫铜为工具电极,7075铝合金为加工对象,对电火花加工速度和表面粗糙度进行单因素试验,得出峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔、开路电压与加工速度、表面粗糙度之间的直观关系。单因素试验的研究结果和基于单脉冲放电物质-场模型的分析结果一致,说明所建立单脉冲放电物质-场模型的有效性。(4)鉴于各电参数之间的相互影响制约,对7075铝合金电火花加工进行多因素试验,采用正交实验法设计试验。以加工速度和表面粗糙度为工艺指标,分别考虑峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔3个因素,每个因素5个水平,得到了25组具有代表性的试验数据。(5)随机抽取25组正交试验数据中的22组作为学习样本,剩余的3组数据作为测试样本,基于BP神经网络,建立了7075铝合金电火花加工工艺效果预测模型。结果表明;所建立模型预测精度较高。针对给定的工艺指标,结合遗传算法,利用7075铝合金电火花加工工艺效果预测模型,对电参数进行优化,结果表明:7075铝合金电火花加工工艺效果预测模型可以实现电参数的优选。