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电火花线切割加工具有高精度、无宏观切削力、表面质量好、可加工复杂曲面工件的特点,可以加工任意的导电材料,在精密零件加工领域中得到了广泛的应用。然而电火花线切割加工相比传统机械加工存在加工效率低等问题。磁场辅助可以有效提高电火花加工的效率及质量,但目前磁场辅助电火花加工的研究主要集中在电火花成形加工磁性、非磁性材料,以及磁场辅助电火花线切割加工非磁性材料上,目前还没有对磁场辅助电火花线切割加工铁磁性材料的研究。在此背景下,论文着眼于提高电火花线切割加工铁磁性材料的效率,对磁场辅助电火花线切割加工铁磁性材料进行了研究。 首先分析了磁场辅助电火花线切割加工机理。对电火花线切割加工中外加辅助磁场对放电通道、电介质和电极丝的影响、匀强辅助磁场对铁磁性材料磁场分布的影响和对带电蚀除物运动轨迹的影响进行了理论分析。 在理论分析的基础上,通过磁场辅助单脉冲放电实验研究了辅助磁场强度对单脉冲放电过程中熔池及电蚀坑的影响。通过田口实验方法,利用信噪比分析分析了脉宽、脉间、伺服电压、丝速和辅助磁场强度对精加工SKD11时材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)的影响,得出加工参数对材料去除率和表面粗糙度的影响规律,为实际加工提供了参考依据。 针对磁场辅助电火花线切割加工薄壁件锐角时角度尖端变形,通过单因素实验,研究辅助磁场强度对变形的影响,分析辅助磁场抑制变形,提高加工过程的形位精度的机理;设计田口实验结合主效应分析研究加工参数对角度尖端的变形的影响规律,并优化得到了一组变形量小的加工参数。 在实验研究基础上,对磁场辅助精加工SKD11时的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)进行了工艺参数优化:建立了MRR和Ra的广义回归模型,应用NSGA-Ⅱ算法,进行多目标优化,得到了最优Pareto前沿解集,并通过实验验证了回归模型的准确性和优化算法的有效性。