側(cè)銑式高速電弧放電加工工藝研究.pdf

1、高速電弧放電加工（Blasting Erosion Arc Machining,簡(jiǎn)稱為BEAM）是一種全新的放電加工方式，它應(yīng)用流體動(dòng)力斷弧機(jī)制來(lái)控制電弧放電從而實(shí)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高速電弧放電加工仍然是需要進(jìn)行深入研究與解決的問(wèn)題。
　　BEAM主要利用大電流、長(zhǎng)脈寬的脈沖電源實(shí)現(xiàn)電弧放電加工，加工過(guò)程中通過(guò)

2、多孔電極實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化內(nèi)沖液。內(nèi)沖液會(huì)打破放電通道中等離子體的動(dòng)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(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中的有效斷弧，稱為“流體斷弧機(jī)制”。流體斷弧在實(shí)現(xiàn)高能量密度加工的同時(shí)，還可以避免穩(wěn)態(tài)電弧的產(chǎn)生，因此可以實(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)放電點(diǎn)的移動(dòng)，同時(shí)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(guò)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(jìn)行電極的制備。為了實(shí)現(xiàn)電極與機(jī)床主軸的聯(lián)接，設(shè)計(jì)了一套側(cè)銑電極夾具。側(cè)銑電極夾具能將機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電極的轉(zhuǎn)動(dòng)，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(duì)加工過(guò)程中的間隙流場(chǎng)進(jìn)行了幾何建模，并借助于CFD軟件ANSYS FLUENT對(duì)間隙流場(chǎng)進(jìn)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(duì)間隙流場(chǎng)流速的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證流場(chǎng)變化對(duì)工件材料去除率(MRR)和電極損耗率(TWR)的影響。實(shí)驗(yàn)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(qiáng)化流體動(dòng)力斷弧效果，提高內(nèi)沖液對(duì)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(jì)合適的實(shí)驗(yàn)方案，研究峰值電流、脈沖寬度單因素及組合因素對(duì)側(cè)銑式高速電弧放電加工MRR及TWR的影響。提高峰值電流