深小孔微細(xì)電火花加工間隙流場(chǎng)仿真及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著特殊材料的發(fā)展和復(fù)雜型腔結(jié)構(gòu)的需求日益增多，微細(xì)電火花加工技術(shù)應(yīng)用于越來(lái)越多的場(chǎng)合，而且成為目前制作大深徑比微小孔的一項(xiàng)主要的工藝手段，在航空航天、模具制造等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。
　　在電火花加工過(guò)程中，電蝕產(chǎn)物排出不暢等因素嚴(yán)重限制了圓柱電極加工小孔的深徑比，導(dǎo)致加工不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。因此有學(xué)者提出利用削邊電極代替圓柱電極進(jìn)行加工，或在原來(lái)加工方法的基礎(chǔ)上復(fù)合抬刀等方法來(lái)增大深徑比。這些方法都能在一定程度上增加孔的深徑比

2、，但是其原理尚沒(méi)有明確的解釋。由于在整個(gè)加工過(guò)程電蝕產(chǎn)物都是存在于間隙流場(chǎng)中的，因此對(duì)間隙流場(chǎng)的研究是探討削邊電極和抬刀控制增大深徑比原因的關(guān)鍵。
　　本文從有限元仿真著手，利用CFD軟件，首先對(duì)微細(xì)電火花圓柱電極加工過(guò)程進(jìn)行了仿真模擬，得出圓柱電極加工過(guò)程中間隙流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為層流的結(jié)論，并通過(guò)工藝實(shí)驗(yàn)得到加工時(shí)間與孔深關(guān)系曲線以及深徑比與加工速度的關(guān)系曲線。
　　通過(guò)采用對(duì)可動(dòng)區(qū)域進(jìn)行模擬的方法，建立了削邊電極電火花加工

3、過(guò)程的間隙流場(chǎng)。與圓柱電極進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，削邊電極的間隙流場(chǎng)中存在豎直方向分速度。這個(gè)速度會(huì)使電蝕產(chǎn)物隨著流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到放電間隙之外，因此能夠改善放電狀態(tài)，增大孔的深徑比。本文還通過(guò)相應(yīng)工藝實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了削邊電極的削邊量對(duì)加工過(guò)程的影響，并驗(yàn)證了削邊電極電火花加工模型的正確性。
　　在電火花加工過(guò)程中，采用抬刀控制也能夠增大孔的深徑比，而此過(guò)程可以用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。文中建立了抬刀控制過(guò)程的仿真模型，也能發(fā)現(xiàn)其間隙流場(chǎng)有豎直方向分速