液中噴氣電火花加工機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、電火花加工中,放電介質(zhì)對(duì)工件的材料去除率、表面質(zhì)量以及電極相對(duì)損耗率有重要影響。液中電火花銑削加工時(shí)相對(duì)穩(wěn)定,但電極相對(duì)損耗嚴(yán)重,妨礙了電火花加工性能的提高。采用煤油工作液會(huì)產(chǎn)生有害氣體造成環(huán)境污染,采用水基工作液會(huì)附加發(fā)生電解反應(yīng)。氣中電火花加工時(shí)電極相對(duì)損耗很小,但由于短路率過高導(dǎo)致加工不穩(wěn)定、材料去除率不高,還會(huì)產(chǎn)生燒焦氣味。液中噴氣電火花加工方法就是綜合利用液體、氣體兩種放電介質(zhì)的加工性能,從空心管狀電極中噴出的高速氣體作為電介

2、質(zhì),電極和工件浸沒在水基工作液中,氣體周圍的水基工作液不直接參與放電但卻有助于冷卻和排屑,從而改善實(shí)際放電加工的性能。本文對(duì)液中噴氣電火花加工機(jī)理進(jìn)行了分析,建立了局部放電區(qū)域VOF模型并采用FLUENT軟件仿真計(jì)算了該區(qū)域的氣體體積分?jǐn)?shù)變化規(guī)律。結(jié)果表明,液中噴氣電火花加工放電瞬間加工區(qū)域是處于氣體包圍中的。同時(shí)又進(jìn)行了液中、氣中、液中噴氣電火花加工的機(jī)理研究對(duì)比實(shí)驗(yàn),從而驗(yàn)證了仿真計(jì)算結(jié)果的正確性,也解釋了液中噴氣電火花加工與氣中電

3、火花加工相似以及出現(xiàn)工件碎屑熔融物粘到電極表面的原因。本文繼而進(jìn)行了液中噴氣電火花加工實(shí)驗(yàn)研究。首先對(duì)照國(guó)內(nèi)外同行專家文章中的重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行氣中電火花加工參考性實(shí)驗(yàn);接著圍繞四個(gè)關(guān)鍵因素,即脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流以及每層進(jìn)給深度進(jìn)行基于響應(yīng)曲面的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并分析各因素對(duì)材料去除率和電極相對(duì)損耗率的影響以及因素之間的交互作用,從而發(fā)現(xiàn)各放電參數(shù)是通過組合方式來影響整體加工工藝性能。又進(jìn)行了單因素加工實(shí)驗(yàn),初步分析了氣體壓力、工件電

4、極相對(duì)速度、電極壁厚等對(duì)材料去除率和電極相對(duì)損耗率的影響。本文最后通過進(jìn)行平面樣件的銑削加工實(shí)驗(yàn),對(duì)高速平動(dòng)液中噴氣電火花銑削加工系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝規(guī)劃,并綜合評(píng)價(jià)其工藝性能。液中、氣中、液中噴氣電火花銑削加工實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了,高速平動(dòng)液中噴氣電火花銑削加工性能優(yōu)于其它兩種加工方法,能夠保持較低電極相對(duì)損耗率的同時(shí)得到較高的材料去除率,并且不產(chǎn)生燒焦味道氣體。本文的研究證明,高速平動(dòng)液中噴氣電火花銑削加工性能良好,是一種有效解決氣中電