側(cè)銑式高速電弧放電加工工藝研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高速電弧放電加工(Blasting Erosion Arc Machining,簡稱為BEAM)是一種全新的放電加工方式,它應(yīng)用流體動力斷弧機制來控制電弧放電從而實現(xiàn)難切削材料的高效去除加工。電弧放電的能量密度比火花放電要高,因此加工效率得到極大地提升。但是高速電弧放電加工的工藝特性,以及如何實現(xiàn)穩(wěn)定的高速電弧放電加工仍然是需要進行深入研究與解決的問題。
  BEAM主要利用大電流、長脈寬的脈沖電源實現(xiàn)電弧放電加工,加工過程中通過

2、多孔電極實現(xiàn)強化內(nèi)沖液。內(nèi)沖液會打破放電通道中等離子體的動平衡狀態(tài),使等離子體弧柱發(fā)生偏轉(zhuǎn)甚至拉斷,從而實現(xiàn)加工過程中的有效斷弧,稱為“流體斷弧機制”。流體斷弧在實現(xiàn)高能量密度加工的同時,還可以避免穩(wěn)態(tài)電弧的產(chǎn)生,因此可以實現(xiàn)工件材料的大余量高效去除。
  電極形式的多樣化可以提高BEAM的加工柔性。本文采用側(cè)銑電極進行BEAM加工。側(cè)銑式高速電弧放電加工借助工具電極的旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)放電點的移動,同時又能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)沖液,高效排除電蝕產(chǎn)物

3、。
  本文首先介紹了側(cè)銑電極的結(jié)構(gòu),通過電極側(cè)面及底面孔向極間高速噴出工作液。側(cè)銑電極采用石墨作為電極材料,采取銑削與鉆孔的加工形式進行電極的制備。為了實現(xiàn)電極與機床主軸的聯(lián)接,設(shè)計了一套側(cè)銑電極夾具。側(cè)銑電極夾具能將機床主軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電極的轉(zhuǎn)動,并接通工作液循環(huán)系統(tǒng)向電極內(nèi)部通入工作液。
  利用UG對加工過程中的間隙流場進行了幾何建模,并借助于CFD軟件ANSYS FLUENT對間隙流場進行求解仿真。研究側(cè)銑電極側(cè)面

4、布孔形式,電極轉(zhuǎn)速和入口沖液壓力對間隙流場流速的影響,通過實驗驗證流場變化對工件材料去除率(MRR)和電極損耗率(TWR)的影響。實驗發(fā)現(xiàn),流體的速度的增大,可提高側(cè)銑式高速電弧放電加工的MRR。提高流速能夠強化流體動力斷弧效果,提高內(nèi)沖液對極間電蝕產(chǎn)物的排出效果,防止電蝕產(chǎn)物在極間的堆積,保證了加工的穩(wěn)定性。
  設(shè)計合適的實驗方案,研究峰值電流、脈沖寬度單因素及組合因素對側(cè)銑式高速電弧放電加工MRR及TWR的影響。提高峰值電流

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