气中电火花线切割加工蚀除量及微观形貌研究

发布时间：2017-12-03 19:01

  本文关键词：气中电火花线切割加工蚀除量及微观形貌研究

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【摘要】：随着经济的迅速发展,人们对工业产品的零部件加工精度要求越来越高。气中电火花线切割加工具有加工表面粗糙度小、直线精度高、放电间隙窄、加工表面无电解腐蚀等特点,适用于多次切割工艺和精加工。但是随着人们对电火花线切割加工工艺的深入研究,发现其加工过程是个十分复杂的电物理变化过程。目前,对电火花加工过程缺少精确的预测,在实际加工中存在加工效率和速度较低的问题。因此有必要对气中电火花线切割加工的放电机理进行深入研究。本文首先针对以上问题建立气中电火花线切割加工单脉冲放电的物理及热传导数学模型。利用ANSYS软件,针对Cr12MoV工件材料仿真出大气介质中电火花线切割单脉冲放电温度场。在单脉冲的基础上对二个脉冲的温度场也进行了仿真,二个脉冲仿真时温度大于单脉冲仿真结果,说明温度场之间相互影响。为了简化电火花线切割蚀除体积的计算,将有限元仿真出的电蚀坑模型简化为球缺模型,并验证其合理性。建立电蚀坑均匀分布的电火花线切割蚀除体积模型;根据电蚀坑的重叠程度将其分布状况分为四类;归纳出均匀重叠球缺在球心距离已知情况下重叠体积的计算公式;推导出单个电蚀坑的去除体积公式。建立连续放电条件下的电蚀坑均匀分布蚀除体积模型;把球缺作为单个电蚀坑模型,利用均匀分布理论对连续脉冲放电蚀除体积展开计算,得出理论蚀除体积;利用测量结果求出实际蚀除体积。对比理论蚀除体积与实际蚀除体积,得出反粘部分的体积;利用反粘层厚度对电蚀坑半径、深度以及理论体积进行了修正。在连续脉冲多级重叠时也可把电蚀坑假设成长方体,并证明了其合理性。在温度场仿真的基础上,研究电火花线切割加工表面的微观形貌,分别从加工面气液表面形貌;加工表面的变质层;表面平均粗糙度Ra和最大粗糙度Rz进行了研究。气中电火线切割加工的工件表面形貌状态比液中电火线切割加工的要平坦,气中放电凹坑大而浅,液中(乳化液)凹坑深而小。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG484

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本文编号：1249691