[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

摘要

本发明公开了一种基于加工参数的电火花线切割加工能耗预测模型，模型建立分为五部分，分别是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电参数的关系模型、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。本发明能在工艺设计阶段通过该能耗预测模型准确预测加工能耗和加工时间，从而可以在生产加工前对加工参数的设定进行优化选择，以达到最终降低能耗，提高能效的目的，对线切割行业具有一定的理论和现实意义。

主权项

1.本发明提出了一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测模型，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模型具体包含以下步骤：步骤一：建立电火花线切割加工机床的总能耗模型EWEDM‑LS，EWEDM‑HS：，所述PCNC为数控系统的功率，Pcool为冷却系统的功率，Pfeed为进给系统的功率，Pwire‑speed为运丝系统在某一特定速度下的功率，MRRpulse为脉冲系统的材料去除率，f(MRRpulse)为脉冲系统的平均功率关于材料去除率的计算函数，Qvolume为去除工件体积，N为电极丝换向次数，twri‑speed为在某一特定速度下电极丝的换向周期间隔，twr‑speed为某一特定速度下电极丝的换向周期，Ewr‑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Ra与加工参数Ip,ton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Qvolume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MRRpulse与加工参数Ip,toff的关系模型：MRRpulse＝c3Ip+c4Ip2+c5toff+c6toff2+δ，所述c3，c4，c5，c6为模型公式单项式系数，δ为常数项系数，toff为脉间距，f(Ip，ton，toff...)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。