工艺与检测Ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇｙ ａｎｄ ２Ｏ１ ７年第３期 磁场辅助慢走丝线切割加工参数对切缝宽度的影响木 张艳明① 黄 浩① 张①② 黄 禹① （①华中科技大学机械科学与工程学院，武汉湖北４３００７４； ②广东省制造装备数字化重点实验室，广东东莞５２３０００） 摘要：慢走丝电火花线切割加工中切缝宽度是其重要的工艺指标。稳定且可控的切缝宽度不仅可提高尺 寸精度．还可以在一定程度上改善加工条件，满足加工需求。在磁场辅助线切割Ｊｊ￣－ｒ中，进行磁场 与各电加工参数对切缝宽度的影响研究。以Ａ１６０６１合金为实验对象，以磁场强度、脉冲宽度、脉冲 间隙、伺服电压和走丝速度为工艺参数，以切缝宽度（Ｋｅｒｆ）为工艺目标，设计田口实验。运用主效应 分析分析不同磁场方向下各参数对切缝宽度的影响；建立不同磁场方向下的广义回归模型对切缝 宽度进行预测，结果显示各广义回归模型预测平均相对误差均小于１Ｏ％。表明预测模型准确可靠， 对实际生产中控制切缝宽度大小有一定的参考价值。 关键词：慢走丝线切割；磁场；复合加工；切缝宽度 中图分类号：ＴＧ６６１ 文献标识码：Ａ ＤｏＩ：１０．１９２８７／ｊ．ｃｎｋｉ．１００５—２４０２．２０１７．０３．０１７ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｉｎ ＷＥＤＭ ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ＺＨＡＮＧ Ｙａｎｍｉｎｇ①ＨＵＡＮＧ Ｈａｏ①，，ＺＨＡＮＧ Ｇｕｏｊｕｎ￣，ＨＵＡＮＧ Ｙｕ① （（￣）Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４， ＣＨＮ；（￣）Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｄｏｎｇｇｎａｎ ５２３０００，ＣＨＮ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ（Ｋｅｒｆ）ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｉｎ ＬＳ—ＷＥＤＭ（１ｏｗ ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｉｓ— ｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ），ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｃｃｕｒａ－ ｃｙ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｎｅｅｄｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｆｅｌｄ ａｓｓｉｓｔａｎｔ ＷＥＤＭ，ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔａｋｉｎｇ Ａ１６０６１ ａｌｌｏｙ ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｕｂｊｅｃｔｓ，ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔ－ ｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｐｕｌｓｅ—ｏｎ ｔｉｍｅ，ｐｕｌｓｅ—ｏｆｆ ｔｉｍｅ，ｓｅｒｖｏ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｗｉｒｅ ｓｐｅｅｄ ａｓ ｔｅｓｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ， ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ａｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔａｒｇｅｔ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ Ｔａｇｕｃｈｉ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｆｆｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ；ｇｅｎｅｒａｌ— ｉｚｅｄ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ， ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｒｒｏｒ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １０％，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｈａｖｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＳ—ＷＥＤＭ；ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｃｕｔｔｉｎｇ ｗｉｄｔｈ 随着模具成型、航空航天和汽车工业等行业的飞速 复杂性以及加工参数对工艺指标影响的多变性严重影 发展，电火花线切割（ＷＥＤＭ）由于其针对各种难加工材 响了尺寸精度和加工效率，而尺寸精度和加工效率是反 料和复杂形状工件进行加工，并保证加工高精度高效率 映工件质量的重要指标。因此减小切缝宽度，提高尺寸 的优点，得到了越来越广泛的应用 －２］。Ａ１６０６１由于其 精度和加工效率成为亟待解决的问题。 优良的焊接能力，良好的抗腐蚀性和高韧性，广泛应用 电火花线切割加工过程中，电极丝的偏移和振动 于航空航天等工业中。然而，在ＷＥＤＭ中，放电过程的 严重影响切缝宽度，进而影响尺寸精度，因此可控且稳 国家自然科学基金项目面上项目（５１１７５２０７）；广东省省级科技科技计划项目（２０１３Ｂ０９１６０２００１） ． ９４ ． 矿 身Ｉ一 也箍 喜扣 ２Ｏ１ ７年第３期 Ｔｅｃｈｎ０１０ｇｙ ａｎｄ 工艺与检测 田口方法设计正交实验。以磁场强度、脉宽、脉间、伺 服电压、走丝速度为可变因子，切缝宽度 为工艺指 定的切缝宽度是保证高精度加工的必要条件＿３ ；但有 些工作环境下，增大切缝宽度有利于改善加工条件，满 足加工需求。如李明辉用流体力学方法分析切缝工作 液状况，并通过增加峰值电流的方法增大切缝宽度以 适应超大厚度工件加工＿４ Ｊ。同时目前国内外已有一 些针对加工精度的研究。宋满仓用ＷＥＤＭ加工铜钨 标。所有因素选择３水平，设计５因素３水平（ （３ ））２７组田口实验。由于磁场方向不同时，对工件 的影响规律不同，以机床进给方向为基准方向，分别进 行无磁场组、磁场方向与基准方向垂直组和磁场方向 与基准方向平行组３组实验，具体因素和水平见表１。 合金，研究了参数对切缝宽度、表面粗糙度和加工速度 的影响规律 Ｊ。Ｓｈａｈ研究了不同厚度下碳化钨材料 的切缝宽度、材料去除率随加工参数的变化 ］。Ｃｈｅｎ 通过田口实验和广义非线性模型研究了减小拐角误差 和切缝宽度的参数优化【 。 而近些年来，研究发现磁场复合电火花加工对工 件的加工质量和加工速度都有较明显的提升。袁永全 通过磁场复合电火花加工进行了加工速度、表面粗糙 度和电极损耗量等试验，结果表明磁场复合电火花加 工比单一电火花加工效率提高２０％一４００％＿８］。王艳 青、曹明让等进行了垂直磁场辅助的电火花小孔加工 的实验、仿真和机理研究，结果表明磁场复合电火花小 孔加工有效地提高了加工效率和表面质量，为磁场辅 助电火花加工提供了一定的指导 Ｊ。Ｚ Ｚｈａｎｇ系统地 分析和研究了磁场和超声辅助的电火花线切割加工， 结果表明磁场和超声辅助电火花线切割加工显著改善 放电状态，提高加工效率，提高表面质量，减小了表面 粗糙度值和表面裂纹度 。。。但针对磁场复合电火花 线切割加工对切缝宽度的影响研究较少，因此本文采 用磁场复合电火花线切割加工Ａ１６０６１，并对加工后的 切缝宽度进行观察和主效应分析，得出磁场和电加工 参数对切缝宽度的影响规律，同时建立广义回归模型 对不同磁场方向下的切缝宽度进行预测，结果表明预 测模型准确可靠。 １ 实验设计 １．１实验条件 实验平台为高精度的ＨＫ一５０４０Ｆ五轴数控 （ＣＮＣ）电火花线切割机床，加工环境为去离子水（电 阻７０ Ｑ），以便得到稳定的放电脉冲和平和放电条件。 电极丝是直径为０．２５ ｍｍ的铜导线，工件为Ａ１６０６１合 金。此外，在１００ ｍｍ ｘ １００ ｍｌＴｌ Ｘ １ ｍｍ的样品中切割 窄缝，以观察不同参数组合下的切缝宽度，每组参数重 复３次。切缝宽度由ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＨ—Ｚ５ＯＯＲ数字显 微镜（放大率：５００×）进行测定。测定时对每组切缝 均匀间隔选取３点，而后取平均值作为最终切缝宽度。 １．２实验方法 为研究各加工参数对切缝宽度的影响规律，采用 ．Ｉ‘ 【盅技 占扣 表１实验因素和水平 因素 因素水平 １ ２ ３ 磁场强度Ｍ／Ｔ ０．１ Ｏ．２ ０．３ 脉宽Ｔｏ．／ｉ，Ｌｓ ８ １２ １６ 脉间ｒｏ ／ ｓ ８ １２ １６ 伺服电压ｖ／Ｖ ３０ ４０ ５０ 走缝速度ＷＦ／（ｅｒａ／ｓ） ９ １９ ２９ １．３实验结果 用Ｍｉｎｉｔａｂ进行田口实验设计，实验结果见表２。 表２实验结果 Ｔｏ ／ Ｔ￣￣ｆ／ ＷＦ／ ｌ／ Ｗ２／ ３／ 序号 Ｍ／ ＬＬｓ ｓ Ｖ （ｅｒａ／ｓ） ｔａ，ｍ ｐ，ｍ Ｕｍ １ ０．１ ８ ８ ３０ ５ ３２５．４０ ３ｌ１．２７ ３０７．７７ ２ Ｏ．１ ８ ８ ３０ ９ ３１５．１Ｏ ３１８．３２ ３０８．９９ ３ ０．１ ８ ８ ３０ １３ ３ｌ６．１６ ３０９．７６ ３１２．８１ ４ Ｏ．１ １２ １２ ４０ ５ ３４１．５４ ３２７．２７ ３４２．４３ ５ ０．１ １２ １２ ４０ ９ ３５２．１９ ３２５．０７ ３３８．０９ ６ Ｏ．１ １２ １２ ４０ １３ ３３６．２３ ３４０．０２ ３４６．１４ ７ Ｏ．１ １６ １６ ５０ ５ ３４８．９５ ３５３．１１ ３７６．１５ ８ Ｏ．１ １６ １６ ５０ ９ ３５１．ｏｏ ３５７．４４ ３８０．０７ ９ Ｏ．１ １６ １６ ５０ １３ ３７４．８６ ３５７．４２ ３７２．５８ １０ ０．２ ８ １２ ５０ ５ ３５４．３７ ３１５．０６ ３５３．２４ １１ ０．２ ８ １２ ５０ ９ ３６３．６８ ３０８．５２ ３５１．４０ １２ ０．２ ８ １２ ５０ ｌ３ ３６２．３９ ３０８．１９ ３５３．９６ １３ ０．２ １２ １６ ３０ ５ ３３４．７１ ３３４．７４ ３３１．３２ １４ Ｏ．２ １２ １６ ３０ ９ ３３３．４０ ３３２．４８ ３２５．８１ １５ Ｏ．２ １２ １６ ３０ １３ ３２９．６５ ３３７．Ｏ３ ３２０．０８ １６ Ｏ。２ １６ ８ ４０ ５ ３４４．４７ ３５１．９３ ３８８．３０ １７ Ｏ．２ １６ ８ ４０ ９ ３３７．０３ ３４６．５３ ３９３．Ｏ３ １８ ０．２ １６ ８ ４０ １３ ３４６．６７ ３４８．７０ ４０３．１３ １９ ０．２ ８ １６ ４０ ５ ３３１．１９ ３０８．２４ ３３０．５５ ２０ ０．３ ８ １６ ４０ ９ ３１９．９３ ３０６．４０ ３３７．８４ ２１ ０．３ ８ １６ ４０ １３ ３２１．７５ ３０６．４３ ３３０．３６ ２２ ０．３ １２ ８ ５０ ５ ３４９．８４ ３４４．８９ ３８１．９４ ２３ ０．３ １２ ８ ５０ ９ ３４０．０９ ３３３．４１ ３８０．７１ ２４ Ｏ．３ １２ ８ ５０ １３ ３４＿４．８２ ３３８．８１ ３７０．５５ ２５ ０．３ １６ １２ ３０ ５ ３５８．４１ ３４８．９４ ３８５．６５ ２６ ０．３ １６ １２ ３０ ９ ３４９．８４ ３４９．８４ ３７８．３５ ２７ ０．３ １６ Ｉ２ ３０ １３ ３５９．６２ ３５９．６１ ３７０．２８ ・ ９５ ・ 工艺与检测Ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇｙ ａｎｄ 其中ｌ１） 表示无磁场组切缝宽度大小， ：表示磁 场方向与基准方向垂直组切缝宽度大小，Ｗ，表示磁场 方向与基准方向平行组切缝宽度大小。 ２结果分析 在ＷＥＤＭ过程中，加工参数通过影响击穿间距和 电极丝振动来影响切缝宽度。如图１所示。 粼 姗 螂瑚 图１切缝霓度示意图 切缝宽度可由公式（１）表示： ＝Ｄ＋２ ＋２ｄ （１） 其中＿－Ｗ为切缝宽度；Ｄ为电极丝直径； 为电极 丝横向振动振幅；ｄ为击穿距离。该击穿距离为未发 生放电时工件与电极丝的最大距离。根据Ｃｈｅｎｎ¨研 究表明，击穿距离ｄ取决于两电极之间的放电电压 和绝缘介质，并得出击穿距离和放电电压间的线性拟 合方程如下： ｄ＝０．１９（ 一１８．６８） （２） 即，击穿距离与放电电压成正相关关系。因此在 切缝宽度大小在一定程度上表征了电极丝横向振动振 幅大小，这也揭示了磁场不仅影响了放电状态，而且对 电极丝振动也有较大影响。 ２．１切缝宽度影响因素分析 对切缝宽度进行主效应分析，结果如图２所示。 从图２ａ分析可得，在不施加磁场时，脉宽、脉间和 伺服电压对切缝宽度影响显著，而走丝速度对其影响 较弱。脉宽和脉问的变化影响了周期内放电能量，使 电极丝放电力、爆炸力等变化，影响电极丝振动，从而 影响切缝宽度大小。在一定范围内脉宽越大，脉间越 小，平均放电能量越大，电极丝振动越大，切缝宽度越 大；而当脉间过小时，电蚀残渣来不及排出，易产生消 ・ ９６ ・ ２Ｏ１ ７年第３期 电离甚至断丝，影响放电稳定，在一定范围内随着脉间 的增大，切缝宽度随脉间增大而增大；伺服电压主要影 响击穿距离，从而影响切缝宽度，伺服电压越大，放电 间隙越大，切缝宽度越大。 无磁场组切缝宽度主效应图 切缝均值 ／ ／＼ ／／ ／ ＼ ： ／ ／ —、、● ， ．—————一 ３Ｏ ４０ ５０ ５ ９ １３ （ａ】无磁场 磁场垂直组切缝宽度主效应图 姗 Ｍ 瑚 Ⅲ 姗 切缝均值 Ｔｏ瑚瑚Ⅲ ． 姗 ＿＿ ． — 一． ／ －趟 、’ｒ， ／ Ｏ．１ ０．２ ０．３ ８ １２ ｌ６ ８ １２ ｌ６ 铡 ＷＦ 恩 一—， —、 ，， ３０ ４０ ５０ ５ ９ １３ （ｂ）磁场方向垂直 磁场平行组切缝宽度主效应图 切缝均值 Ｍ Ｔｏ． ． ／ ／ ．’———、 ．／ ／ ＿ ｔ ＼、 －０．１ ０．２ ０．３ ０．８ １２ １６ ８ １２ １６ ＷＦ － ／／ ／ ３０ ４０ ５Ｏ ５ ９ ｌ３ （ｃ】磁场方向平行 图２主期Ｌ应分新图 图２ｂ得出，磁场方向与基准方向垂直时脉宽对切 缝宽度影响最为显著，磁场强度和伺服电压对切缝宽 度影响较为显著，脉间和走丝速度对切缝宽度影响较 弱。分析发现在一定范围内，切缝宽度随磁场强度的 ｉＩ‘ 泰ｌ也般 占扣． 般勰瑚 ２Ｏ１ ７年第３期 ＴｅｃｈｒＫ¨０ｇｙ ａｎｄ Ｔｅｓｆ工艺与检测 的大小； 表示磁场垂直时，切缝宽度预测值的 增大而减小，一方面磁场作用能增加等离子体放电通 道的稳定，另一方面洛伦兹力和放电合力的综合作用 可以有效地排除电蚀残渣，这些优点保证了更小放电 通道并更有效地蚀除材料，减小切缝宽度。而当磁场 强度进一步增大时，洛伦兹力和放电合力过大，损害工 件表面完整性，切缝宽度增大。 图２ｃ分析可得，磁场方向与基准方向平行时磁场 强度、脉宽、脉间和伺服电压对切缝宽度影响显著，走 丝速度对切缝宽度影响较弱。分析发现切缝宽度随磁 场强度增大而增大，与图ｂ相比，磁场方向发生９０。偏 转，洛伦兹力方向也发生９Ｏ。偏转，从而使放电通道发 生偏转和扩张，带电粒子碰撞增多，放电通道变粗，能 量密度变低，增大切缝宽度。 ２．２建立广义回归模型 模型建立步骤如下： （１）明确模型目标。目标是获得可靠的切缝宽度 预测模型。 （２）残差分析。用于检验实验数据是否符合正态 分布规律，以及主要影响因素和影响规律。 （３）全因子二次回归。所有因素的单项、二次项 和交叉项都应考虑其中。 （４）优化回归分析。根据模型适应百分率和Ｐ值 去除一些参数项以获得最佳广义拟合回归模型（适应 百分率Ｒ—ｓ 大于９０％，Ｐ值小于０．０５）。 根据上述步骤建立两个广义回归模型（磁场 方向平行和磁场方向垂直）来获得切缝宽度与各 参数（磁场强度 ，脉宽 ，脉间 ，伺服电压 和走丝速度 ）的关系。其中，残差分析结果如 图３所示。 从图中可以看出切缝宽度的分布符合正态分 布规律，即这两个广义回归模型可用于工艺指标 的预测。两个切缝宽度的广义回归模型由方程 （３）和（４）表示： ＝３１８．６３—８０１．７９２×Ｍ一２．５４４ １７×Ｔｏ 一５．８０８ ７５ ×Ｔｏｆｆ＋１．９６７ １７×Ｖ一０．３１８ ３３３× 一５０７．７５× Ｍ×Ｍ＋４６．６８３ ３×Ｍ×Ｔｏ ＋４６．０５×Ｍ×Ｔｏ，ｆ一 ０．２４７５×Ｔｏ ×Ｔｏｆｆ＋０．１２０ ０４２×Ｔｏ ×Ｖ （３） ＝３７４．８５８—４７２．２３４ｘＭ＋４．１１４ ２７×Ｔｏ．＋１．２２７ ３４× Ⅱ一４．１２８ ９６×Ｖ＋０．１８７ ０４５× ＋１４６．３１１×Ｍ× Ｍ＋１０．２６８ ９×Ｍ×Ｔｏ ＋７．１８６ ３６×Ｍ×Ｖ＋０．００１ ６８５ ６１× Ｔｏ ×Ｖ＋０．０３６ ９９２４×Ｖ×Ｖ （４） 其中： 表示磁场平行时，切缝宽度预测值 ｉｉｉ 蓉ｆ遣．叛 喜扣． 大小。 残差 （ａ）磁场方向平行 羞 陋 ５ 残差 【ｂ）磁场方向垂直 图３正态概率图 表３回归模型相关指标 参数 切缝宽度模型 磁场方向与基准方向垂直 磁场方向与基准方向平行 Ｓ ４．７８５ ４８ ５．３２３ ２７ 一 ９５．８２％ ９７．７８％ ＤｏＦ １０ １０ Ｓｅｑ ＳＳ ８ ３９１．２１ １９ ９４１．９ Ａ由ｓＳ ８ ３９１．２１ １９ ９４１．９ 西ＭＳ ８ ３９．１２１ １ ９９４．１９ ， ３６．６４ｌ ５ ７０．３７３ ６ Ｐ Ｏ．Ｏ０ｏ Ｏｏｏ Ｏ．Ｏ００ ｏｏＯ 根据表３可得出，两回归模型的适应百分率 — Ｊｓ 均大于９０％，且Ｐ值都小于０．０５，这表明两回归模 型对实验数据显著，可用于切缝宽度的预测。 ３验证性实验 为确认切缝宽度真实值和两广义回归模型预测值 的符合程度，并确定预测结果的可靠性，必须进行确认 性实验。实验结果和预测结果的比较如表４所示。 ・ ９７ ・ ∞∞ ∞ 加∞ ２Ｏ１ ７年第３期 表４验证性实验 序号 Ｍ／Ｔ Ｔｏ ／Ｉｘｓ Ｔｏｉｌ＂／ｉｔｓ ＂，Ｖ ＷＦ／ （ｃｍ／ｓ） Ｗｌ／Ｉ．Ｌｍ ｗ２／Ｕｍ ／ ｍ ／ 误差１／ （％） 误差２／ （％） ６．２３ １ Ｏ．１ １０ １０ ３５ ９ ３２０．８５ ３２５．７３ ３２５．８３ ３２１．０１ ７．０３ ２ ３ ０．１ Ｏ．１ １０ １０ １４ １０ ３５ ４５ １３ ９ ３１５．２６ ３５０．４９ ３２２．６１ ３２８．０７ ３０９．８４ ３５７．５０ ３２６．６７ ３ｌ６．６７ ８．３ｌ ６．９０ ５．５９ １４．６ ４ ５ Ｏ．１ Ｏ．１ １４ ８ １０ ８ ４５ ３５ １３ ５ ３６８．５５ ３３０．７８ ３４３．２５ ３１５．２２ ３７６．４３ ３２５．７７ ３３８．２９ ３０７．４１ ６．６５ ６．２０ ５．３２ １１．９７ ６ ０．１ １４ １４ ４５ ９ ３６４．２５ ３４０．１８ ３５９．Ｏ３ ３４２．４５ ４．５７ ２．５２ 其中误差１表示磁场方向平行时预测结果与真实 值间的相对误差，误差２表示磁场方向垂直时预测结 果与真实值间的相对误差。分析表４可得出磁场平行 时的预测平均误差为６．６１％，磁场垂直时的预测平均 误差为７．７１％，都小于１０％且相对误差随机分布。结 ｔｒｉｅａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ（ＷＥＤＭ）［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａ— ｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，２００４，４４：１２４７—１２５９． ［２］陈志，李贺，张臻，等．基于灰色预测模型电火花线切割工艺参数优 化［Ｊ］．机床与液压，２０１４，４２（２３）：５—８． ［３］Ｄｉ ｓ Ｃ，Ｃｈｕ Ｘ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｋｅｒｆｗｉｄｔｈ ｉｎ ｍｉｃｒｏ—ＷＥＤＭ［Ｊ］． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．２０１６。４１：８８６ —果表明两广义回归模型预测结果的高精度和可靠性， 对实际生产有一定的参考价值。 ４ 结语 通过三组 （３ ）实验和广义回归模型建模对磁 ８９１． ［４］李明辉，步丰林，杨晓欣，等．超大厚度电火花线切割理论研究 ［Ｊ］．电加工与模具，１９９７（５）：７—１１． ［５］宋满仓，解廷利，于超，等．电火花线切割加工铜钨合金切缝宽度 及加工精度影响因素研究［Ｊ］．电加工与模具，２０１２（４）：５—８． ［６］Ｓｈａｈ Ａ，Ｍｕｆｔｉ Ｎ Ａ，Ｒａｋｗａｌ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ，ｋｅｒｆ，ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｍａｃｈｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｗｉｒｅ ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ ｄｉｓ— 场辅助电火花线切割加工的切缝宽度进行研究，可得 结论： ｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍ－ ａｎｃｅ，２０１ｌ，２Ｏ（１）：７１—７６． （１）主效应分析可得，在不施加磁场时，主效应因 ［７］Ｃｈｅｎ Ｚ，Ｈｕａｎｇ Ｙ，Ｚｈａｎｇ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｍｅ￣ｃａｌ ｉｎａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ＷＥＤＭ ｒｏｕｇｈ ｃｏｒｎｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａ— ｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，７４（５— ８）：９１７—９２９． 子依次为脉冲宽度＞伺服电压＞脉冲间隙＞走丝速 度；磁场方向与基准方向平行时，主效应因子依次为脉 冲宽度＞伺服电压＞磁场强度＞脉冲间隙＞走丝速 度；磁场方向与基准方向垂直时，主效应因子依次为脉 冲宽度＞伺服电压＞走丝速度＞脉冲间隙＞磁场 强度。 ［８］袁永全．磁场与电火花复合加工的机理研究与实验分析［Ｄ］．太 原：太原理工大学，２００７． ［９］王燕青．垂直磁场辅助的电火花加工理论与仿真分析［Ｄ］．太原： 太原理工大学，２００９． （２）磁场辅助电火花线切ＩＩＩＩ工对切缝宽度的影 ［１０］Ｚｈａｎｇ Ｚ，Ｈｕａｎｇ Ｈ，Ｍｉｎｇ Ｗ，ｅｔ １．Ｓｔａｕｄｙ ｏｎ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＷＥＤＭ ｗｉｔｈ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ 响程度显著，其中磁场方向平行时的影响程度大于磁 场方向垂直时的影响程度；当磁场方向不同时，各电参 数对切缝宽度的影响程度也有一定改变；一定范围内 增大磁场强度可增大切缝宽度，一定范围内增大磁场 强度可减小切缝宽度。 （３）建立的广义回归方程对切缝宽度预测结果可 ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，２３４：３４２ —３５２． ［１１］．ＣｈｅｎＺ，ＨｕａｎｇＹ，ＨｕａｎｇＨ，ｅｔａ１．Ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ ｔｉｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅ—ｔｏｏｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｓｐａｔｉａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ＷＥＤＭ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｏｏｌｓ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，２０１５，９２：８５—９６． 靠，可在生产时控制切缝宽度大小；要求精度为主时， 第一作者：张艳明，１９９３年生，硕士研究生，研究 可控制参数减小切缝宽度；要求效率为主时，可增大切 缝宽度促进加工的正常进行，避免断丝等情况发生，满 足生产需求，提高产品质量。 参考文献 ［Ｉ］Ｈｏ Ｋ Ｈ，Ｎｅｗｍａｎ Ｓ Ｔ，Ｒａｈｉｍｉｆａｒｄ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｒｔ ｉｎ ｗｉｒｅ ｅｌｅｃ． 方向为电火花线切割，优化算法。 （编辑李静） （收稿日期：２０１６—０８—０１） ｛Ｉ将文章麓号填入读者意见渭蠢裹中的相应位量。 ・ ９８ ・
