深小孔微細(xì)電火花加工間隙流場仿真及實驗研究.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)用于越來越多的場合，而且成為目前制作大深徑比微小孔的一項主要的工藝手段，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，或在原來加工方法的基礎(chǔ)上復(fù)合抬刀等方法來增大深徑比。這些方法都能在一定程度上增加孔的深徑比

2、，但是其原理尚沒有明確的解釋。由于在整個加工過程電蝕產(chǎn)物都是存在于間隙流場中的，因此對間隙流場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，首先對微細(xì)電火花圓柱電極加工過程進(jìn)行了仿真模擬，得出圓柱電極加工過程中間隙流場的運動狀態(tài)為層流的結(jié)論，并通過工藝實驗得到加工時間與孔深關(guān)系曲線以及深徑比與加工速度的關(guān)系曲線。
　　通過采用對可動區(qū)域進(jìn)行模擬的方法，建立了削邊電極電火花加工

3、過程的間隙流場。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中存在豎直方向分速度。這個速度會使電蝕產(chǎn)物隨著流場運動到放電間隙之外，因此能夠改善放電狀態(tài)，增大孔的深徑比。本文還通過相應(yīng)工藝實驗說明了削邊電極的削邊量對加工過程的影響，并驗證了削邊電極電火花加工模型的正確性。
　　在電火花加工過程中，采用抬刀控制也能夠增大孔的深徑比，而此過程可以用動網(wǎng)格技術(shù)來模擬實現(xiàn)。文中建立了抬刀控制過程的仿真模型，也能發(fā)現(xiàn)其間隙流場有豎直方向分速