【摘 要】
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管电极射流电解加工技术是一种基于电化学反应原理对导电材料进行加工的技术,具有加工材料范围广、工具无损耗及加工应力小等优点,因此被广泛应用于表面微坑、微细沟槽、微小孔等各类微细结构的加工中。针对管电极射流电解加工过程是一个多物理场耦合的复杂过程,导致很难对加工形貌进行预测和控制的问题,本文围绕管电极射流电解加工过程中的仿真建模和工艺参数规划算法展开研究。（1）建立“流场-电场-几何结构场”多物理场耦
【基金项目】
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湖北省自然科学基金“激光辅助微细射流电化学加工机理研究”（项目号:2017CFB658）；
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管电极射流电解加工技术是一种基于电化学反应原理对导电材料进行加工的技术,具有加工材料范围广、工具无损耗及加工应力小等优点,因此被广泛应用于表面微坑、微细沟槽、微小孔等各类微细结构的加工中。针对管电极射流电解加工过程是一个多物理场耦合的复杂过程,导致很难对加工形貌进行预测和控制的问题,本文围绕管电极射流电解加工过程中的仿真建模和工艺参数规划算法展开研究。（1）建立“流场-电场-几何结构场”多物理场耦合的表面微坑结构加工模型,通过仿真和实验验证该模型准确性。通过模型仿真得到工艺参数和微坑形貌之间关系的数据集,采用基于极坐标表示和遗传算法优化的反向传播神经网络建立微坑形貌预测模型。同时建立微坑加工参数规划的多目标优化模型,并使用NSGAII算法进行求解。对三种微坑形貌进行加工参数进行规划,实验结果和期望形貌之间误差均小于50μm,最优误差小于10μm。（2）研究了一种基于微区速度控制的变深度微槽的加工轨迹规划算法;在此基础上,采用梯度下降算法,建立变深度微槽加工轨迹优化模型。对复杂曲线槽、波纹槽和W形槽等复杂结构微槽进行加工实验,得到和期望形貌误差小于20μm的实验结果。（3）研究了一种变截面孔的加工方法,构建变截面孔加工参数规划模型。针对三种不同结构倒锥孔和波纹孔展开加工实验,实验结果和给定的倒锥孔形貌之间误差分别为22.8μm、11.5μm和15.7μm,波纹孔的误差为21.1μm。（4）开发一套管电极射流电解加工的硬件系统、运动控制软件和倒锥孔轨迹规划软件。通过阵列微坑、S形槽等结构加工实验,测试系统的可用性。
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