仿真加工工艺论文范文

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1实验设计

1.1单因子试验

当电压、脉冲宽度、频率和加工速度其中三个不变的情况下，测试一种因子对零件的断面粗糙度的影响，并分别绘制出电压，脉冲宽度，频率和加工速度对断面粗糙度的影响规律，如图2~图5所示。由图2看出随电压增大，断面粗糙度逐渐减小；从图3得知脉冲宽度从0.9μs到1.2μs变化过程中断面粗糙度随脉宽增大而逐渐减小，其递减速率逐渐加快，而在1.2μs到1.3μs之间断面粗糙度又突然增大；由图4看出随着脉冲频率逐渐增大，断面粗糙度慢慢减小；由图5看出加工速度从8mm/s到10mm/s变化过程中，断面粗糙度随速度增加而减小，加工速度从10mm/s到12mm/s，断面粗糙度又开始变大［7-8］。

1.2二次通用旋转组合设计通过二次通用旋转组合设计，计算出电压U、脉宽Th、频率f、加速度v与断面粗糙度Ra之间的回归方程，并对回归方程进行误差曲线拟合和预测［4-5］。

1.2.1试验因素的选择由单因子实验可得，试验因子取值范围如下：电压U为460~500V，脉宽Th为0.9~1.3μs，频率f为80~120Hz，加工速度8~12mm/s［4］。

1.2.2试验次数确定中心组合设计方案，试验总次数。

1.2.3回归方程的求解设回归方程结构式。

1.2.4回归方程的曲线拟合所以得到表面粗糙度的拟合曲线为图6和图7所示为采用传统工艺建模方法的拟合精度误差曲线和预测精度误差曲线。由上图拟合可以看出回归方程所得拟合误差非常大，对实际指导意义不大。

2BP神经网络设计

对数据进行归一化处理后，采用newrff函数创建BP网络，设定学习函数为learned，学习速率为0.01，设定显示率为1，最大轮回次数为200，目标误差为0.001。BP网络训练过程的误差曲线如图8。图9和图10所示采用BP网络建模方法的拟合精度误差曲线和预测精度误差曲线。

3结论

1）通过单因子实验可以看出，断面粗糙度随电压增大而逐渐减小；随着脉冲宽度呈“V”字型变化并且在1.2μs时最小;随着脉冲频率逐渐增大而逐渐减小；随着加工速度呈“V”字型变化在10mm/s时最小，呈现先减小后增大变化规律。2）在二次通用旋转组合设计试验中，用该回归方程对试验数据进行拟合和预测时发现，其误差太大。通过BP网络仿真后的拟合和预测数据，其精度大大提高，其误差拟合范围在-3%~3%之间，误差预测范围在-4%~2%之间。3）本文中只做了从已知输出电压U、脉冲激光的宽度Th和频率f、加工速度v，预测断面粗糙度的仿真研究。并未通过对给定粗糙度，进行输出电压U、脉冲激光的宽度Th和频率f和加工速度v的预测，开发一个较成熟的工艺仿真系统。

作者：李发智刘勇苟刚单位：西华大学机械工程与自动化学院