[发明专利]一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法

权利要求书

1.一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法，分为五部分：建立电火花线切割加工机床的总能耗模型、建立表面粗糙度与加工参数的关系模型、建立去除工件体积的计算模型、建立脉冲系统的材料去除率与加工参数的关系模型，建立脉冲系统的平均功率与脉冲系统的材料去除率的关系模型，最后五部分相结合获得电火花线切割加工机床的总能耗模型；

建立基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法具体包含以下步骤：

步骤一：建立电火花线切割加工机床的总能耗模型E_WEDM-LS，E_WEDM-HS：

所述P_CNC为数控系统的功率，P_cool为冷却系统的功率，P_feed为进给系统的功率，P_wire-speed为运丝系统在某一特定速度下的功率，MRR_pulse为脉冲系统的材料去除率，f(MRR_pulse)为脉冲系统的平均功率关于材料去除率的计算函数，Q_volume为去除工件体积，N为电极丝换向次数，t_wri-speed为在某一特定速度下电极丝的换向周期间隔，t_wr-speed为某一特定速度下电极丝的换向周期，E_wr-speed为在某一特定速度下电极丝换向的能耗；

步骤二：建立表面粗糙度R_a与加工参数I_p,t_on的关系模型：所述C，c₁，c₂为模型公式系数，t_on为脉宽时间，I_p为峰值电流；

步骤三：建立去除工件体积Q_volume的计算模型：

所述ε为切割过程中电极丝到工件左右切割面的距离之和，为电极丝的直径，H为工件的厚度，L为工件加工长度；

步骤四：建立脉冲系统的材料去除率MRR_pulse与加工参数I_p,t_off的关系模型：

MRR_pulse＝c₃I_p+c₄I_p²+c₅t_off+c₆t_off²+δ，所述c₃，c₄，c₅，c₆为模型公式单项式系数，δ为常数项系数，t_off为脉间距，f(I_p，t_on，t_off…)为脉冲系统的材料去除率与加工参数的计算函数，其他符号同上；

步骤五：建立脉冲系统的平均功率和脉冲系统的材料去除率MRR_pulse的关系模型：

所述c₇，γ为模型公式的常数项系数，其他符号同上；

最后的求和公式：

所述符号同上。

2.如权利要求1所述的一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法，所述加工参数为数控系统中峰值电流I_p、脉宽时间t_on、脉间距值t_off；峰值电流I_p取决于电火花线切割机床中参与加工的功放管数量。

3.如权利要求1所述的一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法，所述脉冲系统的平均功率与材料去除率MRR_pulse成正比例关系，其中脉间距t_off的增加将直接导致材料去除率的减小；所述脉间距的值在数控系统中设定。

4.如权利要求1所述的一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测方法，所述数控系统的功率P_CNC，冷却系统的功率P_cool视为常数。