一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测模型制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A Prediction Model of WEDM Energy Consumption Based on Machining Parameters

The invention discloses an energy consumption prediction model for WEDM based on processing parameters. The model establishment is divided into five parts: establishing the total energy consumption model of WEDM machine tool, establishing the relationship model between surface roughness and processing electrical parameters, establishing the calculation model of workpiece volume removal, and establishing the relationship model between material removal rate of pulse system and processing parameters. The relationship model between the average power of the pulse system and the material removal rate of the pulse system is established. The total energy consumption model of WEDM machine tool is obtained by combining the last five parts. The invention can accurately predict the processing energy consumption and processing time through the energy consumption prediction model in the process design stage, so as to optimize the setting of processing parameters before production and processing, so as to achieve the ultimate goal of reducing energy consumption and improving energy efficiency, which has certain theoretical and practical significance for the wire cutting industry.

【技术实现步骤摘要】
一种基于加工参数的电火花线切割能耗预测模型
本专利技术涉及电火花线切割加工的
，特别是基于加工参数的电火花线切割能耗预测模型的

技术介绍
研究表明，工业消耗了大量的能量和资源，对环境造成巨大的负担。在世界范围内，工业部门的能源消耗占总能源消耗的37％，二氧化碳排放的17％，且该数据呈快速上升的趋势。其中，作为一种非传统的加工方式，电火花线切割加工在复杂几何形状和精度的材料加工中具有很大的优势，因此广泛应用于航空航天、汽车、医疗、工具和模具制造等行业。但与传统的加工方式相比，电火花线切割的能耗更大，且能耗几乎可以归结为加工过程中的电能消耗，近60％的环境影响源于电能的消耗。而且电火花线切割加工的能效很低，加工能耗仅占总能耗的64％(Gamage等，2016)，间隙火花放电能量仅占脉冲系统提供能量的51％(Fan等，2014)。在世界范围内，特别是在传统制造业中，已经有了大量的研究工作来减少能源消耗和提高能源效率。一种基于工艺设计参数的低碳铸造工艺方法可以有效降低铸造过程中的碳排放(Zheng等，2018)。为了最小化机床的能耗，可对加工零件的特征进行排序(Hu等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术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：

【技术特征摘要】
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，ton为脉宽时间，Ip为峰值电流；步骤三：建立去除工件体积Qvolume的计算模型：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，陈安凯，赖旭伟，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33