混粉电火花放电蚀坑及温度场仿真研究

发布时间：2021-08-08 22:21

　　混粉电火花加工是一种新型加工工艺,通过在工作液中添加微细粉末,显著改善加工表面粗糙度。电火花加工表面粗糙度的形成与放电蚀坑大小有直接关系,而放电蚀坑大小与单次脉冲放电温度场有密切联系。为了进一步提高混粉加工表面质量,利用ANSYS软件对放电点温度场进行了模拟与分析,得到了工件表层温度场的分布规律,揭示了材料去除机制,阐明了加工表面粗糙度与温度场的关系,对预测和改善混粉加工表面质量及日后生产实际应用提供了一定的理论依据。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(11)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

有限元模型

热载荷施加如图2所示,在工件加工表面小于放电通道半径的区域范围,输入热流密度q;在大于放电通道半径的区域范围,工作液与工件表面发生热对流[9]。模型其他边界为恒温区域;模型其他区域为热传导区域。运用ANSYS对单脉冲放电温度场进行分析时,需将热流密度及热对流施加到分析对象的几何模型上。2.5 求解与结果分析

在上述加工参数下,运用ANSYS软件仿真得到单脉冲放电温度场分布云图,如图3所示。由图得知最高温度发生在工件加工表面的放电通道中心区域,高达6 170 ℃,明显超过45钢材料的熔点及沸点,所以会有部分材料被熔化和气化,形成熔池。在ANSYS软件中通过定义路径,将温度映射到当前路径,得到温度沿模型径向及轴向方向的变化曲线,如图4、5 所示。可以看出,在放电区域范围的中心点处温度最高,随着模型径向尺寸的增大,温度迅速下降。在径向尺寸r=27.7 μm 处,温度为1 500 ℃,在轴向尺寸h=8.5 μm 处,温度也为1 500 ℃,均达到45钢材料的熔点。在模型中温度超过熔点的区域,其材料将被熔化或气化,形成放电蚀坑,最终决定工件表面粗糙度。

【参考文献】：
期刊论文
[1]单脉冲气中电火花线切割电蚀坑形貌仿真分析[J]. 王彤,蒋婷,吕先崇,许小村.  机床与液压. 2017(23)
[2]电火花线切割加工Cr12MoV的温度场仿真分析研究[J]. 殷静凯,李文斌.  机械设计与制造. 2016(07)
[3]电火花加工过程的温度场仿真与研究[J]. 陈日,郭钟宁,刘江文,郑文书.  计算机仿真. 2015(02)
[4]电加工钕铁硼材料的温度场与热应力研究[J]. 谷萌,李丽,孙浩,董配玉.  机械设计与制造. 2014(02)
[5]电火花加工蚀除过程动态仿真[J]. 解宝成,王玉魁,王振龙.  电加工与模具. 2013(01)
[6]电火花放电蚀坑的有限元热分析[J]. 高阳,刘林,郭常宁,倪扬.  电加工与模具. 2008(02)
[7]混粉电火花加工温度场的计算与分析[J]. 孟庆国,王刚,赵万生.  电加工与模具. 2000(02)

硕士论文
[1]机械磨削辅助电火花加工关键技术研究[D]. 代建东.南京航空航天大学 2015
[2]混粉准干式电火花加工材料去除过程分析与仿真[D]. 李田田.山东大学 2012



本文编号：3330779