電火花成型加工304 鋼響應建模及工藝參數優化

李曉科，閆富宏，明五一，馬 軍

（鄭州輕工業學院機電工程學院，河南 鄭州 450002）

1 引言

電火花加工是以工件和工具為電極，利用兩極間脈沖放電產生的熱能侵蝕工件，從而加工出所需形狀的一種特種加工方法[1]。影響電火花加工性能（材料去除率、電極損耗、已加工表面粗糙度等）的因素很多，這些因素可分為電參數和非電參數兩類。其中，電參數（即電火花工藝參數）主要是脈沖電源的參數，包括加工極性、脈寬、脈間、開路電壓和峰值電流等；非電參數主要有沖油方式、沖油壓力、沖油流量、抬刀高度、抬刀頻率等[2]。其中，電參數對電火花加工性能有著直接的影響。

為獲得最優的工藝參數，提升電火花加工性能，國內外學者進行了大量的電火花工藝參數優化研究。文獻[3]利用最速下降法優化電火花加工TC4 的脈寬、峰值電流、脈間以及間隙電壓，以獲得最優的材料去除率與表面粗糙度。文獻[4]開發了超聲波輔助工件振動的微型電火花加工裝置，分析超聲波功率、間隙電流、脈寬等參數對材料去除率、刀具磨損率和孔錐度的影響。文獻[5]以Ti-6Al-4Valloy 材料為研究對象，分析了峰值電流和脈寬對電極磨損率、材料去除率和表面粗糙度的影響。文獻[6]以不同表面粗糙度值的工具電極進行電火花實驗，證明了初始電極表面粗糙度對材料去除率、工件表面粗糙度和工具磨損率的影響。文獻[7]利用KBE（Knowledge Based Engineering）技術進行電火花的工藝參數優化。Manjaiah 以脈寬、脈間和伺服電壓為優化變量，分析不同參數組合對材料去除率、表面粗糙度、再鑄層厚度、顯微硬度和相變的影響規律，并通過優化將表面硬度提升到900Hv[8]。……