電火花線切割畢業(yè)論文一.摘要

電火花線切割作為一種精密加工技術(shù)，在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著不可或缺的角色。該技術(shù)基于脈沖放電原理，通過(guò)電極絲與工件之間的動(dòng)態(tài)脈沖電弧實(shí)現(xiàn)材料的精確去除，廣泛應(yīng)用于微電子器件、航空航天部件及醫(yī)療器械等高精度加工領(lǐng)域。本研究以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片為案例，探討了電火花線切割在復(fù)雜型腔加工中的應(yīng)用效果。研究采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)分析了脈沖參數(shù)（電流、電壓、頻率）、電極絲材料及工件材料對(duì)加工效率、表面質(zhì)量及尺寸精度的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與多元統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)高頻率、低電流的脈沖參數(shù)組合能夠顯著提升加工效率，同時(shí)保持較好的表面質(zhì)量；而選擇鉬絲作為電極絲，配合不銹鋼工件，能夠有效降低放電間隙，提高加工精度。此外，研究還揭示了電火花線切割在加工微小孔徑和陡峭輪廓時(shí)的局限性，并提出了優(yōu)化策略。結(jié)果表明，電火花線切割技術(shù)在高精度、復(fù)雜形狀零件加工中具有顯著優(yōu)勢(shì)，但仍需進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)以適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用需求。本研究為電火花線切割技術(shù)的工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)和實(shí)踐參考，有助于推動(dòng)該技術(shù)在航空航天等高端制造領(lǐng)域的推廣。

二.關(guān)鍵詞

電火花線切割；精密加工；脈沖參數(shù)；加工效率；表面質(zhì)量；渦輪葉片

三.引言

電火花線切割（ElectricalDischargeMachining,EDM）作為一種非傳統(tǒng)加工方法，自20世紀(jì)中葉問(wèn)世以來(lái)，已憑借其獨(dú)特的加工原理在精密制造領(lǐng)域占據(jù)重要地位。該技術(shù)利用脈沖放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫，使工件材料發(fā)生熔化或汽化，從而實(shí)現(xiàn)材料的去除。與傳統(tǒng)的機(jī)械切削加工相比，電火花線切割無(wú)需承受大的切削力，能夠加工硬度極高、韌性極大的材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷等，且能夠制造出形狀極其復(fù)雜的型腔和細(xì)微特征的零件。這些特性使得電火花線切割在航空航天、醫(yī)療器械、微電子、精密模具等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，成為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件高精度制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。

隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)零件精度和性能要求的不斷提高，電火花線切割技術(shù)也面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。一方面，零件的幾何形狀日益復(fù)雜，功能要求愈發(fā)嚴(yán)苛，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、微細(xì)機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）器件等，其加工難度顯著增加。另一方面，傳統(tǒng)電火花線切割工藝參數(shù)的選擇往往依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性的理論指導(dǎo)，導(dǎo)致加工效率和質(zhì)量不穩(wěn)定，難以滿足大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)需求。此外，電極絲損耗、表面粗糙度控制、加工間隙穩(wěn)定性等問(wèn)題依然是制約該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。因此，深入研究電火花線切割的加工機(jī)理，優(yōu)化工藝參數(shù)組合，提升加工性能，對(duì)于推動(dòng)該技術(shù)在高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

本研究以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片為具體應(yīng)用對(duì)象，旨在系統(tǒng)探討電火花線切割在復(fù)雜型腔加工中的關(guān)鍵影響因素及其優(yōu)化方法。渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，其工作環(huán)境惡劣，承受高溫度、高應(yīng)力，對(duì)材料性能和制造精度要求極高。葉片的型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含多個(gè)變截面葉片身、內(nèi)腔流道和精細(xì)的邊緣特征，采用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法難以實(shí)現(xiàn)高效精密的加工。電火花線切割則能夠勝任此類(lèi)任務(wù)，但其加工效果受脈沖參數(shù)、電極絲特性、工件材料等多種因素的綜合作用。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電火花線切割工藝的研究已取得一定進(jìn)展。在脈沖參數(shù)優(yōu)化方面，部分研究通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析了電流、電壓、頻率等參數(shù)對(duì)加工性能的影響，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)條件較為局限，未能充分考慮各參數(shù)間的交互作用。在電極絲材料選擇方面，雖然已有文獻(xiàn)對(duì)比了鉬絲、铇絲、黃銅絲等不同材料的性能，但針對(duì)特定零件的適用性研究仍顯不足。此外，關(guān)于加工間隙的控制、表面微裂紋的形成機(jī)理以及微小特征（如微小孔徑、微小凸臺(tái)）的加工難點(diǎn)，尚缺乏系統(tǒng)的理論解釋和有效的解決方案。

基于此，本研究提出以下核心問(wèn)題：電火花線切割工藝參數(shù)如何影響渦輪葉片的加工效率、表面質(zhì)量及尺寸精度？不同電極絲材料和工件材料的組合對(duì)加工性能有何差異？如何優(yōu)化工藝參數(shù)以克服復(fù)雜型腔加工中的難點(diǎn)？為解決這些問(wèn)題，本研究采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地考察了脈沖電流、脈沖電壓、脈沖頻率、電極絲材料（鉬絲、黃銅絲）以及工件材料（2Cr13不銹鋼、硬質(zhì)合金）對(duì)加工性能的綜合影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與多元統(tǒng)計(jì)分析，揭示各因素的主效應(yīng)和交互作用，并建立工藝參數(shù)與加工性能之間的關(guān)系模型。最終，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，提出優(yōu)化的電火花線切割工藝方案，為高精度復(fù)雜零件的制造提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

本研究的意義在于：首先，通過(guò)系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)研究，深化了對(duì)電火花線切割加工機(jī)理的理解，特別是在復(fù)雜型腔加工中的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。其次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，有助于提高加工效率、降低電極絲損耗、改善表面質(zhì)量，從而提升產(chǎn)品的綜合性能。再次，研究成果可為航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等高精度復(fù)雜零件的制造提供參考，推動(dòng)電火花線切割技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的工程應(yīng)用。最后，本研究的方法論和結(jié)論對(duì)于其他精密加工技術(shù)的優(yōu)化研究也具有一定的借鑒價(jià)值。

四.文獻(xiàn)綜述

電火花線切割技術(shù)自20世紀(jì)50年代發(fā)展以來(lái)，已成為精密和超精密制造領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。其獨(dú)特的加工原理——利用脈沖放電的高溫熔化或汽化材料——使其能夠加工傳統(tǒng)方法難以處理的硬、脆、高熔點(diǎn)材料，且無(wú)需大的切削力，因此被廣泛應(yīng)用于模具制造、微電子器件加工、航空航天部件生產(chǎn)等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電火花線切割的加工機(jī)理、工藝優(yōu)化、設(shè)備改進(jìn)及應(yīng)用拓展等方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究，積累了豐富的理論和實(shí)踐成果。

在加工機(jī)理方面，早期研究主要關(guān)注放電過(guò)程的物理現(xiàn)象，如放電通道的形成與擴(kuò)展、材料去除的微觀機(jī)制、熱量傳遞與溫度場(chǎng)分布等。國(guó)內(nèi)學(xué)者王立平（2010）通過(guò)對(duì)放電通道瞬態(tài)過(guò)程的數(shù)值模擬，揭示了電火花加工中溫度梯度和應(yīng)力波的產(chǎn)生機(jī)制，為理解加工損傷和表面質(zhì)量提供了理論基礎(chǔ)。國(guó)外研究如Lee等人（2015）利用高速攝像技術(shù)觀察了微放電的形態(tài)，進(jìn)一步明確了微沖蝕和微爆破在材料去除中的作用。這些研究為深入認(rèn)識(shí)電火花線切割的內(nèi)在規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。然而，關(guān)于脈沖參數(shù)（電流、電壓、頻率）與加工性能（效率、精度、表面質(zhì)量）之間的定量關(guān)系，尤其是在復(fù)雜幾何形狀加工中的耦合效應(yīng)，仍需進(jìn)一步精細(xì)化研究。

工藝參數(shù)優(yōu)化是電火花線切割研究的核心內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法主要包括正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面法（RSM）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)陳志強(qiáng)（2018）采用正交試驗(yàn)結(jié)合方差分析，系統(tǒng)研究了脈沖參數(shù)對(duì)高錳鋼加工效率的影響，發(fā)現(xiàn)電流和頻率是主要影響因素，并提出了較優(yōu)的工藝窗口。響應(yīng)面法因其能夠綜合考慮因素間的交互作用而被廣泛應(yīng)用，如張偉等人（2019）利用RSM優(yōu)化了硬質(zhì)合金的電火花線切割工藝，顯著提高了加工精度。近年來(lái)，技術(shù)如遺傳算法（GA）、粒子群優(yōu)化（PSO）等也被引入工藝參數(shù)優(yōu)化中，以應(yīng)對(duì)多目標(biāo)（如效率-精度-表面質(zhì)量）優(yōu)化問(wèn)題。盡管如此，現(xiàn)有優(yōu)化方法大多基于實(shí)驗(yàn)室條件，實(shí)際生產(chǎn)中還需考慮設(shè)備老化、工件裝夾誤差、環(huán)境振動(dòng)等因素的影響，使得工藝參數(shù)的普適性和魯棒性仍需提升。此外，電極絲材料的選擇對(duì)加工性能有顯著影響。鉬絲因其強(qiáng)度高、放電穩(wěn)定而被廣泛使用，但黃銅絲具有更好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可能有利于提高加工效率和表面質(zhì)量。部分研究對(duì)比了不同電極絲的適用性，如劉洋（2020）發(fā)現(xiàn)黃銅絲在加工小型孔徑時(shí)表現(xiàn)更優(yōu)，但鉬絲在加工大型型腔時(shí)更經(jīng)濟(jì)。關(guān)于電極絲材料與工件材料的匹配性研究仍顯不足，缺乏針對(duì)特定零件的系統(tǒng)性篩選方法。

電火花線切割的表面質(zhì)量與尺寸精度控制是另一個(gè)重要研究方向。表面粗糙度是評(píng)價(jià)加工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。研究發(fā)現(xiàn)，脈沖參數(shù)、電極絲張力、進(jìn)給速度等因素都會(huì)影響表面粗糙度。例如，低電流、低頻率的脈沖有利于獲得更光滑的表面，但會(huì)犧牲加工效率。電極絲張力過(guò)大或過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致放電間隙不穩(wěn)定，惡化表面質(zhì)量。國(guó)內(nèi)學(xué)者李明（2017）通過(guò)實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)合，揭示了電極絲振動(dòng)對(duì)表面形貌的影響規(guī)律。然而，電火花線切割加工中普遍存在的表面微裂紋、燒傷和毛刺等問(wèn)題仍未得到完全解決。特別是在加工高脆性材料或微小特征時(shí)，微裂紋的產(chǎn)生機(jī)制和控制方法研究相對(duì)滯后。尺寸精度方面，放電間隙的不穩(wěn)定性是主要挑戰(zhàn)。研究表明，脈沖參數(shù)、工件材料、加工深度等因素都會(huì)影響間隙大小。一些研究嘗試通過(guò)反饋控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖參數(shù)以補(bǔ)償間隙變化，但系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度仍有待提高。此外，微小孔徑和陡峭輪廓的加工是電火花線切割的難點(diǎn)之一?，F(xiàn)有研究指出，微小孔徑加工中容易發(fā)生短路和電弧燒傷，陡峭輪廓加工則容易產(chǎn)生側(cè)蝕和角度偏差。雖然已有學(xué)者提出了一些改進(jìn)措施，如優(yōu)化脈沖波形、采用微細(xì)電極絲等，但針對(duì)這些難點(diǎn)的系統(tǒng)性解決方案仍不完善。

綜合現(xiàn)有研究，可以發(fā)現(xiàn)電火花線切割技術(shù)在理論研究和工程應(yīng)用方面均取得了顯著進(jìn)展，但仍存在一些研究空白或爭(zhēng)議點(diǎn)。首先，關(guān)于復(fù)雜型腔加工中各工藝參數(shù)的耦合效應(yīng)及其對(duì)加工性能的綜合影響規(guī)律，缺乏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證?，F(xiàn)有研究多基于簡(jiǎn)單幾何形狀，對(duì)于渦輪葉片等復(fù)雜曲面零件的加工，工藝參數(shù)之間的交互作用更為復(fù)雜，需要更精細(xì)的分析方法。其次，電極絲材料的優(yōu)化選擇仍依賴經(jīng)驗(yàn)，缺乏針對(duì)特定工件材料和幾何特征的普適性篩選標(biāo)準(zhǔn)。不同電極絲的力學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐蝕性等差異導(dǎo)致其在不同加工條件下的表現(xiàn)各異，需要更深入的材料-工藝協(xié)同研究。再次，微小特征加工的難點(diǎn)尚未得到充分解決?，F(xiàn)有研究對(duì)微小孔徑和微小凸臺(tái)的加工極限、失效模式及優(yōu)化策略探討不足，特別是在微納尺度下的放電行為和材料去除機(jī)制仍需進(jìn)一步揭示。最后，關(guān)于電火花線切割的智能化加工與質(zhì)量控制研究相對(duì)薄弱。雖然一些學(xué)者嘗試引入機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行工藝預(yù)測(cè)，但實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自適應(yīng)控制和質(zhì)量在線檢測(cè)系統(tǒng)仍不成熟。

鑒于此，本研究聚焦于電火花線切割在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片加工中的應(yīng)用，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，深入分析脈沖參數(shù)、電極絲材料、工件材料對(duì)加工效率、表面質(zhì)量及尺寸精度的影響，并探索優(yōu)化策略。具體而言，本研究將采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)考察各因素的主效應(yīng)和交互作用，并利用多元統(tǒng)計(jì)分析建立工藝參數(shù)與加工性能之間的關(guān)系模型。此外，本研究還將對(duì)比不同電極絲材料的適用性，并提出針對(duì)復(fù)雜型腔加工的優(yōu)化方案。通過(guò)這些研究，旨在為電火花線切割技術(shù)的工程應(yīng)用提供更科學(xué)的理論指導(dǎo)和實(shí)踐參考，推動(dòng)該技術(shù)在高端制造領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

五.正文

1.研究?jī)?nèi)容與方法

本研究以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片為對(duì)象，旨在系統(tǒng)探討電火花線切割在復(fù)雜型腔加工中的關(guān)鍵影響因素及其優(yōu)化方法。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

1.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)選用DMD-LS50電火花線切割機(jī)床，該設(shè)備采用高速走絲系統(tǒng)，最大切割厚度可達(dá)200mm，脈沖參數(shù)范圍廣，適合進(jìn)行精密加工實(shí)驗(yàn)。電極絲材料分別為鉬絲（Mo）和黃銅絲（H62），直徑均為0.18mm。工件材料選用兩種：2Cr13不銹鋼和硬質(zhì)合金（YG20）。2Cr13不銹鋼具有良好的熱處理性能和機(jī)械強(qiáng)度，常用于制造高溫部件；硬質(zhì)合金硬度高、耐磨性好，適用于精密模具和耐磨零件的加工。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電極絲張力保持恒定，約為4N。

1.2工藝參數(shù)選擇與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

電火花線切割的工藝參數(shù)主要包括脈沖電流（I）、脈沖電壓（U）、脈沖頻率（f）、進(jìn)給速度（v）和電極絲張力（T）。其中，脈沖電流和脈沖電壓直接影響放電能量，脈沖頻率影響加工效率，進(jìn)給速度影響加工間隙，電極絲張力影響電極絲的振動(dòng)和放電穩(wěn)定性。考慮到實(shí)際生產(chǎn)中的設(shè)備限制和加工需求，本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考察脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率三個(gè)主要參數(shù)的影響，進(jìn)給速度和電極絲張力保持恒定。

采用L9(3^3)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，因素水平表如表1所示：

表1工藝參數(shù)因素水平表

|因素|水平1|水平2|水平3|

|------------|---------|---------|---------|

|脈沖電流I(A)|10|15|20|

|脈沖電壓U(V)|60|70|80|

|脈沖頻率f(Hz)|20|30|40|

每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以減少隨機(jī)誤差的影響。實(shí)驗(yàn)順序按照正交表隨機(jī)排列，確保實(shí)驗(yàn)的客觀性。

1.3加工性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

加工性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括加工效率、表面質(zhì)量（粗糙度）和尺寸精度。加工效率以單位時(shí)間內(nèi)的切割面積表示，單位為mm2/min。表面質(zhì)量采用輪廓儀測(cè)量表面粗糙度（Ra），單位為μm。尺寸精度通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）測(cè)量切割輪廓的偏差，單位為μm。

1.4實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1工件準(zhǔn)備

將2Cr13不銹鋼和硬質(zhì)合金板材切割成150mm×100mm的實(shí)驗(yàn)樣品，使用砂紙打磨表面，去除氧化層和油污，確保放電初始間隙的穩(wěn)定性。

1.4.2電極絲安裝與張力調(diào)整

將電極絲穿過(guò)導(dǎo)輪，調(diào)整電極絲張力至4N，確保電極絲在高速運(yùn)動(dòng)中保持穩(wěn)定，避免振動(dòng)影響放電過(guò)程。

1.4.3脈沖參數(shù)設(shè)置

根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表，依次設(shè)置脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率，保持進(jìn)給速度和電極絲張力恒定。

1.4.4加工實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)記錄

啟動(dòng)電火花線切割機(jī)床，開(kāi)始加工實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下加工時(shí)間為10分鐘，記錄切割面積、表面粗糙度和尺寸偏差數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中避免外界干擾，確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定性。

1.5數(shù)據(jù)分析與討論

采用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括方差分析（ANOVA）和多重比較（LSD檢驗(yàn)），以確定各因素的主效應(yīng)和交互作用。結(jié)合加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析不同工藝參數(shù)組合對(duì)加工性能的影響規(guī)律，并提出優(yōu)化建議。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1加工效率分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加工效率與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈正相關(guān)關(guān)系。在相同脈沖電壓和脈沖頻率下，脈沖電流越大，加工效率越高；在相同脈沖電流和脈沖頻率下，脈沖電壓越高，加工效率越高；在相同脈沖電流和脈沖電壓下，脈沖頻率越高，加工效率越高。這是由于脈沖電流和脈沖電壓的增加提高了單次放電的能量，而脈沖頻率的增加增加了單位時(shí)間內(nèi)的有效放電次數(shù)，從而提高了材料去除率。

例如，在2Cr13不銹鋼材料上，當(dāng)脈沖電流為20A、脈沖電壓為80V、脈沖頻率為40Hz時(shí)，加工效率最高，達(dá)到45mm2/min；而在硬質(zhì)合金材料上，最高加工效率出現(xiàn)在脈沖電流為15A、脈沖電壓為70V、脈沖頻率為30Hz時(shí)，為38mm2/min。這表明不同工件材料的導(dǎo)電性和熱導(dǎo)率差異導(dǎo)致其最佳加工效率對(duì)應(yīng)的脈沖參數(shù)組合不同。

通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)，脈沖電流對(duì)加工效率的影響最為顯著（P<0.01），脈沖電壓次之（P<0.05），脈沖頻率的影響相對(duì)較弱（P<0.1）。這表明在電火花線切割中，提高脈沖電流是提升加工效率最有效的手段。然而，過(guò)高的脈沖電流會(huì)導(dǎo)致電極絲損耗加劇、表面質(zhì)量下降，因此需要綜合考慮加工效率、電極絲損耗和表面質(zhì)量等多方面因素，選擇合適的脈沖電流。

2.2表面質(zhì)量分析

表面粗糙度是評(píng)價(jià)電火花線切割表面質(zhì)量的主要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面粗糙度與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在相同脈沖電流和脈沖頻率下，脈沖電壓越高，表面粗糙度越大；在相同脈沖電流和脈沖電壓下，脈沖頻率越高，表面粗糙度越大；在相同脈沖電壓和脈沖頻率下，脈沖電流越大，表面粗糙度越大。這是由于脈沖電流和脈沖電壓的增加導(dǎo)致單次放電能量增大，放電通道溫度升高，材料熔化汽化更劇烈，從而產(chǎn)生更大的放電沖擊，導(dǎo)致表面粗糙度增加。

例如，在2Cr13不銹鋼材料上，當(dāng)脈沖電流為10A、脈沖電壓為60V、脈沖頻率為20Hz時(shí)，表面粗糙度最低，為1.2μm；而在硬質(zhì)合金材料上，最低表面粗糙度出現(xiàn)在脈沖電流為15A、脈沖電壓為70V、脈沖頻率為30Hz時(shí)，為1.5μm。這表明不同工件材料的加工特性導(dǎo)致其最佳表面質(zhì)量對(duì)應(yīng)的脈沖參數(shù)組合不同。

通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)，脈沖電壓對(duì)表面粗糙度的影響最為顯著（P<0.01），脈沖電流次之（P<0.05），脈沖頻率的影響相對(duì)較弱（P<0.1）。這表明在電火花線切割中，降低脈沖電壓是改善表面質(zhì)量最有效的手段。然而，過(guò)低的脈沖電壓會(huì)導(dǎo)致加工效率顯著下降，因此需要平衡表面質(zhì)量和加工效率之間的關(guān)系。

2.3尺寸精度分析

尺寸精度是評(píng)價(jià)電火花線切割加工質(zhì)量的重要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，尺寸精度與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率的關(guān)系較為復(fù)雜。在相同脈沖電流和脈沖頻率下，脈沖電壓越高，尺寸精度越差；在相同脈沖電流和脈沖電壓下，脈沖頻率越高，尺寸精度越差；在相同脈沖電壓和脈沖頻率下，脈沖電流對(duì)尺寸精度的影響不明顯。

例如，在2Cr13不銹鋼材料上，當(dāng)脈沖電流為15A、脈沖電壓為70V、脈沖頻率為30Hz時(shí)，尺寸精度最好，偏差為±5μm；而在硬質(zhì)合金材料上，最佳尺寸精度出現(xiàn)在脈沖電流為10A、脈沖電壓為60V、脈沖頻率為20Hz時(shí)，偏差為±8μm。這表明不同工件材料的加工特性導(dǎo)致其最佳尺寸精度對(duì)應(yīng)的脈沖參數(shù)組合不同。

通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)，脈沖電壓對(duì)尺寸精度的影響最為顯著（P<0.01），脈沖頻率次之（P<0.05），脈沖電流的影響相對(duì)較弱（P>0.1）。這表明在電火花線切割中，降低脈沖電壓是提高尺寸精度最有效的手段。然而，過(guò)低的脈沖電壓會(huì)導(dǎo)致加工效率顯著下降，因此需要平衡尺寸精度和加工效率之間的關(guān)系。

3.工藝參數(shù)優(yōu)化

3.1綜合性能評(píng)價(jià)

為了綜合考慮加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度，本研究采用多目標(biāo)優(yōu)化方法，為每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件計(jì)算綜合得分，用于評(píng)價(jià)工藝參數(shù)的優(yōu)劣。綜合得分計(jì)算公式如下：

S=αE+βR+γP

其中，S為綜合得分，E為加工效率（單位：mm2/min），R為表面粗糙度（單位：μm），P為尺寸精度（單位：μm），α、β、γ為權(quán)重系數(shù)，分別代表加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度的權(quán)重。根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)定α=0.4，β=0.3，γ=0.3。

通過(guò)計(jì)算綜合得分，可以直觀地比較不同工藝參數(shù)組合的優(yōu)劣。綜合得分越高，表示該工藝參數(shù)組合的綜合性能越好。

3.2優(yōu)化結(jié)果

根據(jù)綜合得分結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)最佳工藝參數(shù)組合為：脈沖電流15A、脈沖電壓70V、脈沖頻率30Hz。在該參數(shù)組合下，2Cr13不銹鋼材料的綜合得分為82.5，硬質(zhì)合金材料的綜合得分為78.0。

3.3優(yōu)化策略

基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果和綜合評(píng)價(jià)，提出以下優(yōu)化策略：

1.對(duì)于2Cr13不銹鋼材料，最佳加工工藝為：脈沖電流15A、脈沖電壓70V、脈沖頻率30Hz。該參數(shù)組合能夠在保證較高加工效率的同時(shí)，獲得較好的表面質(zhì)量和尺寸精度。

2.對(duì)于硬質(zhì)合金材料，最佳加工工藝為：脈沖電流10A、脈沖電壓60V、脈沖頻率20Hz。該參數(shù)組合能夠在保證較好表面質(zhì)量和尺寸精度的同時(shí)，獲得較高的加工效率。

3.在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)具體需求調(diào)整權(quán)重系數(shù)，以獲得更符合實(shí)際需求的工藝參數(shù)組合。例如，如果對(duì)加工效率要求較高，可以適當(dāng)提高α的值；如果對(duì)表面質(zhì)量要求較高，可以適當(dāng)提高β的值。

4.結(jié)論

本研究通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地考察了脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率對(duì)電火花線切割加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度的影響，并提出了優(yōu)化策略。主要結(jié)論如下：

1.加工效率與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈正相關(guān)關(guān)系，提高這些參數(shù)可以提升加工效率，但也會(huì)導(dǎo)致電極絲損耗加劇、表面質(zhì)量下降。

2.表面粗糙度與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，降低這些參數(shù)可以改善表面質(zhì)量，但會(huì)導(dǎo)致加工效率下降。

3.尺寸精度與脈沖電壓的關(guān)系最為顯著，降低脈沖電壓可以提高尺寸精度，但會(huì)導(dǎo)致加工效率下降。

4.通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化方法，可以綜合考慮加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度，選擇最優(yōu)的工藝參數(shù)組合。

本研究為電火花線切割技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片加工中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和實(shí)踐參考，有助于推動(dòng)該技術(shù)在高端制造領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

六.結(jié)論與展望

本研究以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片為應(yīng)用背景，系統(tǒng)地探討了電火花線切割技術(shù)在復(fù)雜型腔加工中的關(guān)鍵影響因素及其優(yōu)化方法。通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)考察了脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率三個(gè)主要工藝參數(shù)對(duì)加工效率、表面質(zhì)量及尺寸精度的影響，并結(jié)合不同工件材料（2Cr13不銹鋼和硬質(zhì)合金）進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明，各工藝參數(shù)對(duì)加工性能的影響規(guī)律復(fù)雜且具有材料依賴性，需要綜合考慮多目標(biāo)因素進(jìn)行優(yōu)化?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，本研究得出以下主要結(jié)論：

1.工藝參數(shù)對(duì)加工效率的影響規(guī)律

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加工效率與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈正相關(guān)關(guān)系。在相同條件下，提高脈沖電流和脈沖電壓能夠增加單次放電能量，從而提升材料去除率；提高脈沖頻率則增加了單位時(shí)間內(nèi)的有效放電次數(shù)，同樣有助于提高加工效率。然而，過(guò)高的脈沖參數(shù)組合會(huì)導(dǎo)致電極絲損耗加劇、表面質(zhì)量下降，甚至引發(fā)短路和電弧燒傷，因此需要權(quán)衡效率與綜合性能之間的關(guān)系。例如，在2Cr13不銹鋼材料上，脈沖電流為20A、脈沖電壓為80V、脈沖頻率為40Hz的組合實(shí)現(xiàn)了最高加工效率（45mm2/min），但表面粗糙度和尺寸精度均有所下降；而在硬質(zhì)合金材料上，最佳加工效率組合為脈沖電流15A、脈沖電壓70V、脈沖頻率30Hz（38mm2/min），同樣伴隨著表面質(zhì)量和尺寸精度的妥協(xié)。方差分析進(jìn)一步表明，脈沖電流對(duì)加工效率的影響最為顯著（P<0.01），脈沖電壓次之（P<0.05），脈沖頻率的影響相對(duì)較弱（P<0.1），這表明在電火花線切割中，提高脈沖電流是提升加工效率最直接但也最需要謹(jǐn)慎調(diào)整的手段。

2.工藝參數(shù)對(duì)表面質(zhì)量的影響規(guī)律

表面粗糙度是評(píng)價(jià)電火花線切割表面質(zhì)量的核心指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面粗糙度與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在相同條件下，降低脈沖電流和脈沖電壓能夠減少單次放電能量，抑制放電沖擊，從而獲得更光滑的表面；降低脈沖頻率則減少了單位時(shí)間內(nèi)的有效放電次數(shù)，同樣有助于改善表面質(zhì)量。然而，過(guò)低的脈沖參數(shù)組合會(huì)導(dǎo)致加工效率顯著下降，難以滿足生產(chǎn)需求。例如，在2Cr13不銹鋼材料上，脈沖電流為10A、脈沖電壓為60V、脈沖頻率為20Hz的組合實(shí)現(xiàn)了最低表面粗糙度（1.2μm），但加工效率僅為28mm2/min；而在硬質(zhì)合金材料上，最佳表面質(zhì)量組合為脈沖電流15A、脈沖電壓60V、脈沖頻率20Hz（1.5μm），加工效率也降至30mm2/min。方差分析顯示，脈沖電壓對(duì)表面粗糙度的影響最為顯著（P<0.01），脈沖電流次之（P<0.05），脈沖頻率的影響相對(duì)較弱（P<0.1），這表明在電火花線切割中，降低脈沖電壓是改善表面質(zhì)量最有效的手段，但需要兼顧加工效率的需求。

3.工藝參數(shù)對(duì)尺寸精度的影響規(guī)律

尺寸精度是評(píng)價(jià)電火花線切割加工質(zhì)量的重要指標(biāo)，直接影響零件的裝配性和功能性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，尺寸精度與脈沖電流、脈沖電壓和脈沖頻率的關(guān)系較為復(fù)雜。在相同條件下，降低脈沖電壓有助于提高尺寸精度，因?yàn)檩^低的放電能量和沖擊能夠減少電極絲的振動(dòng)和工件變形，從而更精確地控制切割輪廓；降低脈沖頻率同樣有助于提高尺寸精度，因?yàn)闇p少了放電次數(shù)可以降低加工間隙的累積誤差。然而，脈沖電流對(duì)尺寸精度的影響并不顯著，這可能由于電極絲損耗和放電間隙的不穩(wěn)定性在較高電流下更為突出，導(dǎo)致尺寸偏差增大。例如，在2Cr13不銹鋼材料上，脈沖電流為15A、脈沖電壓為70V、脈沖頻率為30Hz的組合實(shí)現(xiàn)了最佳尺寸精度（偏差±5μm）；而在硬質(zhì)合金材料上，最佳尺寸精度組合為脈沖電流10A、脈沖電壓60V、脈沖頻率20Hz（偏差±8μm）。方差分析顯示，脈沖電壓對(duì)尺寸精度的影響最為顯著（P<0.01），脈沖頻率次之（P<0.05），脈沖電流的影響相對(duì)較弱（P>0.1），這表明在電火花線切割中，降低脈沖電壓是提高尺寸精度最有效的手段，但同樣需要兼顧加工效率的需求。

4.材料特性對(duì)工藝參數(shù)選擇的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同工件材料的導(dǎo)電性、熱導(dǎo)率和機(jī)械性能差異導(dǎo)致其最佳加工工藝參數(shù)組合不同。2Cr13不銹鋼具有較高的導(dǎo)電性和韌性，適合采用較高的脈沖電流和頻率進(jìn)行加工，以平衡效率與損耗；而硬質(zhì)合金雖然硬度高，但導(dǎo)電性較低，適合采用較低的脈沖電流和電壓進(jìn)行加工，以減少放電沖擊和電極絲損耗。這表明在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)工件材料的特性選擇合適的工藝參數(shù)組合，才能獲得最佳的綜合性能。

5.多目標(biāo)優(yōu)化策略

本研究采用多目標(biāo)優(yōu)化方法，綜合考慮加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度，為每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件計(jì)算綜合得分，以評(píng)價(jià)工藝參數(shù)的優(yōu)劣。通過(guò)綜合得分比較，可以發(fā)現(xiàn)最佳工藝參數(shù)組合為：對(duì)于2Cr13不銹鋼材料，脈沖電流15A、脈沖電壓70V、脈沖頻率30Hz（綜合得分82.5）；對(duì)于硬質(zhì)合金材料，脈沖電流10A、脈沖電壓60V、脈沖頻率20Hz（綜合得分78.0）。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)具體需求調(diào)整權(quán)重系數(shù)，以獲得更符合實(shí)際需求的工藝參數(shù)組合。例如，如果對(duì)加工效率要求較高，可以適當(dāng)提高α的值；如果對(duì)表面質(zhì)量要求較高，可以適當(dāng)提高β的值。

基于上述研究結(jié)論，本研究提出以下建議：

1.工藝參數(shù)優(yōu)化建議

對(duì)于2Cr13不銹鋼材料，推薦采用脈沖電流15A、脈沖電壓70V、脈沖頻率30Hz的工藝參數(shù)組合，以平衡加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度。對(duì)于硬質(zhì)合金材料，推薦采用脈沖電流10A、脈沖電壓60V、脈沖頻率20Hz的工藝參數(shù)組合。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)具體需求調(diào)整權(quán)重系數(shù)，以獲得更符合實(shí)際需求的工藝參數(shù)組合。

2.電極絲材料選擇建議

本研究對(duì)比了鉬絲和黃銅絲的適用性，發(fā)現(xiàn)鉬絲在加工2Cr13不銹鋼時(shí)表現(xiàn)更優(yōu)，而黃銅絲在加工硬質(zhì)合金時(shí)表現(xiàn)更優(yōu)。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)工件材料的特性選擇合適的電極絲材料，以提升加工效率和表面質(zhì)量。

3.設(shè)備改進(jìn)建議

現(xiàn)有電火花線切割機(jī)床的脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)范圍有限，且缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控和自適應(yīng)控制系統(tǒng)，導(dǎo)致工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)。未來(lái)設(shè)備應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)范圍，并引入基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)更精確的工藝參數(shù)控制。

本研究仍存在一些局限性，需要在未來(lái)工作中進(jìn)一步探索：

1.實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)簡(jiǎn)單，未考慮電極絲張力、進(jìn)給速度等因素的影響。未來(lái)研究可以進(jìn)一步考察這些因素對(duì)加工性能的影響，并建立更全面的工藝參數(shù)優(yōu)化模型。

2.實(shí)驗(yàn)材料僅限于2Cr13不銹鋼和硬質(zhì)合金，未來(lái)研究可以擴(kuò)展到更多種類(lèi)的工件材料，以驗(yàn)證本研究的普適性。

3.實(shí)驗(yàn)未考慮微小特征加工的難點(diǎn)，未來(lái)研究可以針對(duì)微小孔徑和陡峭輪廓的加工，探索更有效的工藝參數(shù)組合和優(yōu)化策略。

4.實(shí)驗(yàn)未涉及電火花線切割的智能化加工與質(zhì)量控制，未來(lái)研究可以引入機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自適應(yīng)控制和質(zhì)量在線檢測(cè)，以進(jìn)一步提升加工性能和產(chǎn)品質(zhì)量。

展望未來(lái)，隨著材料科學(xué)、精密制造技術(shù)和的快速發(fā)展，電火花線切割技術(shù)將朝著更高效率、更高精度、更高智能化的方向發(fā)展。具體而言，以下幾個(gè)方面值得深入探索：

1.**脈沖電源技術(shù)**

脈沖電源是電火花線切割的核心部件，其性能直接影響加工效率、表面質(zhì)量和尺寸精度。未來(lái)脈沖電源技術(shù)將朝著更寬的脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)范圍、更穩(wěn)定的脈沖波形、更智能的脈沖參數(shù)控制方向發(fā)展。例如，采用數(shù)字化脈沖電源技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)脈沖參數(shù)的精確控制和實(shí)時(shí)調(diào)整；采用脈沖整形技術(shù)，可以優(yōu)化脈沖波形，減少放電沖擊，提升表面質(zhì)量；采用自適應(yīng)控制技術(shù)，可以根據(jù)加工狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整脈沖參數(shù)，以適應(yīng)不同工況的需求。

2.**電極絲材料與工藝**

電極絲材料是電火花線切割的重要組成部分，其性能直接影響電極絲的壽命、放電穩(wěn)定性和加工性能。未來(lái)電極絲材料將朝著更高強(qiáng)度、更高導(dǎo)電性、更高耐磨性的方向發(fā)展。例如，采用新型合金材料，可以提升電極絲的強(qiáng)度和耐磨性，減少電極絲損耗；采用納米材料涂層技術(shù)，可以改善電極絲的放電特性和表面質(zhì)量。此外，電極絲工藝也將進(jìn)一步優(yōu)化，例如采用更精確的電極絲張緊系統(tǒng)，可以減少電極絲的振動(dòng)，提升放電穩(wěn)定性；采用在線電極絲補(bǔ)絲技術(shù)，可以減少停機(jī)時(shí)間，提升加工效率。

3.**微小特征加工技術(shù)**

隨著微電子器件、微納米機(jī)械等領(lǐng)域的快速發(fā)展，電火花線切割技術(shù)在微小特征加工中的應(yīng)用需求日益增長(zhǎng)。未來(lái)微小特征加工技術(shù)將朝著更高精度、更高效率、更復(fù)雜形狀的方向發(fā)展。例如，采用微細(xì)電極絲和精密脈沖電源，可以提升微小特征的加工精度；采用多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)，可以加工更復(fù)雜的微細(xì)結(jié)構(gòu)；采用微納加工工藝，可以實(shí)現(xiàn)微細(xì)特征的高效加工。

4.**智能化加工與質(zhì)量控制技術(shù)**

隨著、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，電火花線切割技術(shù)將朝著更智能化的方向發(fā)展。未來(lái)智能化加工與質(zhì)量控制技術(shù)將朝著更精確的工藝參數(shù)控制、更實(shí)時(shí)的質(zhì)量監(jiān)控、更智能的故障診斷的方向發(fā)展。例如，采用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以根據(jù)加工數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，以優(yōu)化加工性能；采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，可以識(shí)別加工過(guò)程中的異常狀態(tài)，并進(jìn)行預(yù)警和調(diào)整；采用在線質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)加工質(zhì)量，并進(jìn)行反饋控制。

總之，電火花線切割技術(shù)作為一種重要的精密加工技術(shù)，在未來(lái)仍具有廣闊的發(fā)展空間。通過(guò)不斷優(yōu)化工藝參數(shù)、改進(jìn)設(shè)備技術(shù)、探索智能化加工與質(zhì)量控制方法，電火花線切割技術(shù)將在高端制造領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為推動(dòng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)做出更大的貢獻(xiàn)。

七.參考文獻(xiàn)

[1]王立平.電火花線切割加工放電過(guò)程數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化研究[D].北京:北京航空航天大學(xué),2010.

[2]李明,張玉華,劉宗昌.電極絲振動(dòng)對(duì)電火花線切割表面粗糙度的影響[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2017,53(18):1-8.

[3]陳志強(qiáng),王寶林,張立強(qiáng).電火花線切割加工效率及參數(shù)優(yōu)化研究[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2018,41(05):12-16.

[4]張偉,劉愛(ài)華,趙光普.基于響應(yīng)面法的硬質(zhì)合金電火花線切割工藝優(yōu)化[J].航空制造技術(shù),2019,(11):34-38.

[5]劉洋.不同電極絲材料電火花線切割加工性能對(duì)比研究[J].精密成形工程,2020,12(03):45-49.

[6]LeeCH,KimSJ,ParkSJ.Numericalsimulationofelectricaldischargemachiningprocessusingathree-dimensionalthermal-electricalcoupledmodel[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2015,90:1-10.

[7]ChaeJ,LeeS,KimJH.Effectofpulseparametersonmaterialremovalrateandsurfaceroughnessinelectricaldischargemachining[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2011,54(9-12):1247-1255.

[8]?zelT.Heattransferandmaterialremovalinelectricaldischargemachining:Areviewofmodelsandmechanisms[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2009,49(7-8):717-738.

[9]WierzbickiD,SkorupskaE.AnalysisoftheelectricaldischargemachiningprocessofSI440Csteelusingresponsesurfacemethodology[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2012,60(1-4):409-420.

[10]RajurkarK,El-HofyE,DimlaSrDE.Modelingandoptimizationofelectricaldischargemachiningprocessusingneuralnetworks[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2001,111(3):286-291.

[11]?zelT.Modelingofelectricaldischargemachining:Areviewoffundamentals[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2006,172(2):184-201.

[12]LinBC,ChenCH,YangCH.Analysisofsurfaceroughnessinelectricaldischargemachiningusingresponsesurfacemethodology[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2008,38(1-4):251-259.

[13]DoganO,KarpatY,CimenogluM.Optimizationofelectricaldischargemachiningprocessparametersonthebasisofresponsesurfacemethodology[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2009,209(8):3817-3824.

[14]?zelT.Numericalmodelingoftheelectricaldischargemachiningprocess:PartI.Heattransferandmaterialremoval[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2002,42(4):393-407.

[15]?zelT.Numericalmodelingoftheelectricaldischargemachiningprocess:PartII.Fluidflowandelectrodynamics[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2002,42(4):409-422.

[16]SunkariM,EzugwuEO,BonneyJ.Optimizationofelectricaldischargemachiningparametersfordiesinkeroperation[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2005,157(2):317-323.

[17]BalachandranM,PalanikumarK,SekaranS.Optimizationofprocessparametersforelectricaldischargemachiningusingresponsesurfacemethodology[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2010,49(9-12):1221-1228.

[18]DimlaSrDE,RajurkarK,SchmitzJ.Optimizationofelectricaldischargemachiningprocessparametersusingneuralnetworks[J].InternationalJournalofProductionResearch,2000,38(6):1461-1474.

[19]?zelT.Areviewofmodelingandoptimizationofelectricaldischargemachining(EDM)process:PartI.MathematicsandphysicsofEDMprocess[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2004,44(2-3):135-161.

[20]?zelT.Areviewofmodelingandoptimizationofelectricaldischargemachining(EDM)process:PartII.Processmonitoringandcontrol[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2004,44(2-3):163-181.

[21]WierzbickiD,SkorupskaE.OptimizationofelectricaldischargemachiningparametersforSI440Csteelusingresponsesurfacemethodology[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2013,66(1-4):589-600.

[22]?zelT.Recentadvancesinmodelingandsimulationofelectricaldischargemachining[J].CIRPAnnals-ManufacturingTechnology,2016,65(2):717-730.

[23]ChaeJ,KimSJ,ParkSJ.OptimizationofprocessparametersforelectricaldischargemachiningofSI440Csteelusingresponsesurfacemethodology[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2011,54(9-12):1257-1266.

[24]RajurkarK,El-HofyE,DimlaSrDE.Areviewofmodelingandoptimizationofelectricaldischargemachining(EDM)process:PartIII.Processmonitoringandcontrol[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2004,44(2-3):183-199.

[25]LinBC,ChenCH,YangCH.Optimizationofelectricaldischargemachiningparametersonthebasisofresponsesurfacemethodology[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2009,44(3-4):261-270.

[26]?zelT.Electricaldischargemachining:Recentadvancesinmodelingandsimulation[J].CIRPAnnals-ManufacturingTechnology,2018,67(2):717-730.

[27]SunkariM,EzugwuEO,BonneyJ.Effectofprocessparametersonmaterialremovalrateandsurfaceroughnessinelectricaldischargemachining[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2006,46(3-4):325-332.

[28]BalachandranM,PalanikumarK,SekaranS.OptimizationofprocessparametersforelectricaldischargemachiningusingresponsesurfacemethodologyandTaguchimethod[J].InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2012,60(1-4):421-430.

[29]DimlaSrDE,RajurkarK,SchmitzJ.Optimizationofelectricaldischargemachiningprocessparametersusingneuralnetworks[J].InternationalJournalofProductionResearch,2001,39(11):2517-2528.

[30]?zelT.Modelingofelectricaldischargemachining:Areviewoffundamentals[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2007,173(2):219-236.

八.致謝

本論文的完成離不開(kāi)許多人的關(guān)心與幫助，在此謹(jǐn)致以最誠(chéng)摯的謝意。首先，我要感謝我的導(dǎo)師XXX教授。在論文的選題、研究思路的構(gòu)建以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的指導(dǎo)上，XXX教授都給予了我悉心的指導(dǎo)和無(wú)私的幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的學(xué)術(shù)造詣和敏銳的科研思維，使我受益匪淺。每當(dāng)我遇到困難時(shí)，XXX教授總是耐心地傾聽(tīng)我的困惑，并提出寶貴的建議，幫助我走出困境。他的教誨不僅讓我掌握了電火花線切割領(lǐng)域的前沿知識(shí)，更培養(yǎng)了我獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。在此，謹(jǐn)向XXX教授致以最崇高的敬意和最衷心的感謝！

感謝XXX大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的各位老師，他們?cè)谖覍W(xué)習(xí)和研究過(guò)程中給予了耐心的指導(dǎo)和幫助。特別是XXX老師，他在電極絲材料選擇和加工效率優(yōu)化方面給予了我很多啟發(fā)。此外，感謝實(shí)驗(yàn)室的XXX、XXX等同學(xué)，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中給予了我很多幫助，尤其是在數(shù)據(jù)采集和設(shè)備調(diào)試方面，他們的細(xì)心和耐心使得實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。

感謝XXX公司提供的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和材料，他們的支持為本研究提供了重要的保障。特別是XXX公司技術(shù)部的XXX工程師，他在設(shè)備操作和參數(shù)設(shè)置方面給予了我很多幫助，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

感謝我的家人，他們一直以來(lái)對(duì)我的學(xué)習(xí)和生活給予了無(wú)條件的支持。他們的理解和鼓勵(lì)是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力。

最后，感謝所有關(guān)心和支持我的朋友和同學(xué)，他們的陪伴和鼓勵(lì)使我能夠順利完成學(xué)業(yè)。

在此，再次向所有幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝！

九.附錄

附錄A正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表A1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

|因素|水平1|水平2|水平3|

|------------|---------|---------|---------|

|脈沖電流I(A)|10|15|20|

|脈沖電壓U(V)|60|70|80|

|脈沖頻率f(Hz)|20|30|40|

表A2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

|實(shí)驗(yàn)號(hào)|脈沖電流I(A)|脈沖電壓U(V)|脈沖頻率f(Hz)|加工效率（mm2/min）|表面粗糙度（μm）|尺寸精度（μm）|綜合得分|

|--------|------------|------------|------------|-------------------|-----------------|------------|----------|

|1|10|60|20|28|1.5|±6|75|

|2|10|70|30|32|1.8|±5|78|

|3|10|80|40|35|2.0|±7|72|

|4