低頻振動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輔助電火花銑削加工間隙流場和放電加工時工件表層溫度場，對于理解低頻振動輔助電火花銑削加工的基本規(guī)律和揭示低頻振動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、實驗驗證相結(jié)合的方

2、法，對中心沖液式低頻振動輔助電火花銑削加工間隙流場和低頻振動輔助電火花加工溫度場進(jìn)行系統(tǒng)的研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　對中心沖液式低頻振動輔助電火花銑削加工間隙流場進(jìn)行了理論分析，建立了二維旋轉(zhuǎn)軸對稱間隙流場數(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內(nèi)壓力、速度、蝕除顆粒的分布規(guī)律。
　　對沖液壓力和電極轉(zhuǎn)速對間隙流場的影響進(jìn)行了仿真分析和實驗驗證，研究結(jié)果表明:間隙流場內(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。
　　對振幅和振動頻率對間隙流場的影響進(jìn)行了仿真分析和實驗驗證，研究結(jié)果表明:振動使間隙流場內(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Y方向平均速度隨振動頻率的增大而增大，顆粒平均逃逸時間隨振動頻率的增大而減小;振動頻率的增大可以使蝕除顆粒在間隙流場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。
　　對低頻振動輔助電火花加工單脈沖放電溫度場進(jìn)行了理論分析，利用Abaqus有限元仿真軟件建立了三維軸

5、對稱仿真模型;對工件被加工區(qū)域隨電火花單脈沖放電時間的變化規(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)行了仿真分析和實驗驗證，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。
　　對低頻振動輔助電火花銑削加工溫度場進(jìn)行了仿真分析和實驗驗證，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?？梢圆捎眠m當(dāng)提高放電電壓、降低電極轉(zhuǎn)速的方法獲得更高的