电火花单道扫描加工的脉冲积分作用机理与实验研究

发布时间：2017-12-15 08:25

  本文关键词：电火花单道扫描加工的脉冲积分作用机理与实验研究

  更多相关文章： 电火花加工 单道扫描加工 单脉冲放电 放电积分作用

【摘要】：电火花加工以作用力小和可加工难切削材料等优点应用于特种加工领域,可用于加工轴、孔和三维结构。电火花扫描加工技术使用圆形或方形截面的简单电极分层扫描工件,达到加工三维结构的目的,避免了复杂成形电极制作难度大的缺点。在扫描加工过程中,电极和工件上通常会出现钝圆形状,影响加工精度。本文尝试从电火花加工的单元——单脉冲放电出发,对单道扫描加工过程中极间放电在不同位置的累积效应进行研究,找到两极出现钝圆现象的原因及各因素对积分作用的影响规律,主要研究内容如下：(1)单脉冲放电有限元仿真和实验研究。首先从面热源的角度分析了单脉冲放电的温度场分布,然后基于热流密度在径向成高斯分布的面热源模型,并考虑材料相变潜热的情况,利用有限元软件对单脉冲放电引起的温度场分布进行仿真。分析各因素对单脉冲放电的影响,设计针状紫铜电极对紫铜工件的单脉冲放电实验,根据单脉冲放电凹坑尺寸的测量结果分析单脉冲放电的蚀除规律。结果表明正极性加工放电得到的凹坑体积要明显大于负极性加工,且形状较规则,而负极性加工蚀除凹坑的直径深度比更大,小能量加工时,能量利用率相对较低。(2)单道扫描加工脉冲积分作用机理分析。根据电火花单道扫描加工的特点,分析影响极间放电积分作用的因素,并建立圆柱电极单道扫描加工直槽在垂直于扫描方向的轮廓模型,得到材料去除速率、电极直径和扫描运动速度对直槽截面轮廓的影响。(3)单道扫描加工仿真和实验研究。对扫描加工过程中两极上出现钝圆轮廓的原因进行分析,基于材料去除速率和单脉冲放电研究得到的两极材料蚀除体积比,借助Matlab软件对圆柱电极和方形电极的单道扫描加工过程进行几何仿真,得到了直槽和工具电极在垂直于扫描方向的截面轮廓。相应地设计了两种截面形状的电极扫描加工直槽实验,得到了电极和直槽的截面轮廓。实验得到的直槽截面轮廓与仿真结果吻合地较好,验证了两极上的钝圆现象,结果表明单道扫描加工电极和工件之间的脉冲放电积分作用对两极轮廓有明显影响。通过对电火花单脉冲放电和单道扫描加工的仿真和实验研究,探索了单脉冲放电蚀除规律和单道扫描加工过程中极间脉冲放电的积分作用,对于完善电火花放电的机理和提高电火花扫描加工的精度有一定的意义。
【学位授予单位】：中国工程物理研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG661

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 ;Experimental Research on Effects of Process Parameters on Servo Scanning 3D Micro Electrical Discharge Machining[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2012年01期

，

本文编号：1291304