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电火花加工作为不同于传统加工的一种工艺方法,被广泛应用在模具行业和汽车工业等制造领域,并且发挥着不可替代的作用。在电火花加工过程中,电极损耗直接影响被加工工件的尺寸精度和仿形精度,而在电极表面形成良好的保护层,则能降低电极损耗甚至出现电极零损耗加工,因此有必要对电极保护层的产生规律进行研究。但由于电火花加工过程的复杂性与随机性,到目前为止还没有形成统一的电火花理论。这需要不断的研究和实践,找出其内在规律,完善其理论基础。
本文以电火花加工过程中在阳极电极表面形成电极保护层的现象为研究对象,先通过热传导理论分析加工中的热传导过程,得到了时变半径、定总功率下导热过程中的温度场分布计算公式,再运用电极表面温度场分布,从电极保护层形成条件出发,定性地分析加工过程中能否形成电极保护层。同时通过以常用电极紫铜作为电极材料,以模具电加工常用的模具钢作为工件材料的电火花加工正交实验,研究了电极保护层与其形成主要影响因素(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和加工时间)之间的关系。并在实验的基础上提出了一套基于遗传算法优化BP神经网络的电极保护层产生规律的预测模型,通过实验结果与仿真计算结果的比较,验证了该仿真方法和仿真模型的正确性。最后在此模型的基础上运用MATLAB语言建立预测仿真系统,实现了人机界面操作,为电极保护层产生规律的研究提供了有效的途径,从而指导电火花加工有效地利用覆盖效应实现低损耗加工。