低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工過程仿真研究.pdf

1、電火花銑削加工中經(jīng)常發(fā)生短路、拉弧等現(xiàn)象，給工件施加振動(dòng)可以有效的減少短路、拉弧，提高正常放電概率，從而提高電火花銑削加工的效率。在電火花加工中采用合理的沖液方式，可以促進(jìn)蝕除產(chǎn)物的排出，進(jìn)而提高電火花加工效率。研究中心沖液式低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工間隙流場(chǎng)和放電加工時(shí)工件表層溫度場(chǎng)，對(duì)于理解低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工的基本規(guī)律和揭示低頻振動(dòng)輔助電火花加工基本原理具有重要意義。
　　本文通過理論分析、仿真分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方

2、法，對(duì)中心沖液式低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工間隙流場(chǎng)和低頻振動(dòng)輔助電火花加工溫度場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　對(duì)中心沖液式低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工間隙流場(chǎng)進(jìn)行了理論分析，建立了二維旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱間隙流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型和蝕除顆粒分布模型，利用Fluent有限元軟件仿真分析了間隙流場(chǎng)內(nèi)壓力、速度、蝕除顆粒的分布規(guī)律。
　　對(duì)沖液壓力和電極轉(zhuǎn)速對(duì)間隙流場(chǎng)的影響進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果表明:間隙流場(chǎng)內(nèi)速度、壓力隨沖液壓力

3、的增大而增大;沖液壓力的增大可以促進(jìn)底面間隙蝕除產(chǎn)物的排出，從而提高電火花銑削加工效率。間隙流場(chǎng)內(nèi)速度隨電極轉(zhuǎn)速的增大而增大，電極旋轉(zhuǎn)可以促進(jìn)底面加工間隙蝕除產(chǎn)物的排出，有利于電火花銑削加工效率的提高。
　　對(duì)振幅和振動(dòng)頻率對(duì)間隙流場(chǎng)的影響進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果表明:振動(dòng)使間隙流場(chǎng)內(nèi)的流體X方向速度、Y方向速度、總速度都增大且呈周期性變化，流體速度的周期性變化有利于蝕除產(chǎn)物的排出;間隙流場(chǎng)內(nèi)X方向平均速度、Y方向平均速

4、度隨振幅的增大而增大，顆粒平均逃逸時(shí)間隨振幅的增大而減小;振幅的增大可以減少蝕除產(chǎn)物在工件加工表面的堆積，促進(jìn)蝕除產(chǎn)物的排出，提高電火花銑削加工效率;間隙流場(chǎng)Y方向平均速度隨振動(dòng)頻率的增大而增大，顆粒平均逃逸時(shí)間隨振動(dòng)頻率的增大而減小;振動(dòng)頻率的增大可以使蝕除顆粒在間隙流場(chǎng)Y方向上分布的更均勻，減少蝕除產(chǎn)物在工件加工表面的堆積。
　　對(duì)低頻振動(dòng)輔助電火花加工單脈沖放電溫度場(chǎng)進(jìn)行了理論分析，利用Abaqus有限元仿真軟件建立了三維軸

5、對(duì)稱仿真模型;對(duì)工件被加工區(qū)域隨電火花單脈沖放電時(shí)間的變化規(guī)律，單脈沖放電凹坑寬度、凹坑深度隨放電電壓的變化規(guī)律進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果表明:單脈沖放電凹坑寬度和深度隨放電電壓的增大而增大。
　　對(duì)低頻振動(dòng)輔助電火花銑削加工溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究結(jié)果表明:工件加工凹槽的寬度和深度、銑削加工中心區(qū)域溫度都隨放電電壓的增大而增大，隨工具電極轉(zhuǎn)速的增大而減小。可以采用適當(dāng)提高放電電壓、降低電極轉(zhuǎn)速的方法獲得更高的