本文關(guān)鍵詞：電火花單道掃描加工的脈沖積分作用機(jī)理與實驗研究

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【摘要】：電火花加工以作用力小和可加工難切削材料等優(yōu)點應(yīng)用于特種加工領(lǐng)域,可用于加工軸、孔和三維結(jié)構(gòu)。電火花掃描加工技術(shù)使用圓形或方形截面的簡單電極分層掃描工件,達(dá)到加工三維結(jié)構(gòu)的目的,避免了復(fù)雜成形電極制作難度大的缺點。在掃描加工過程中,電極和工件上通常會出現(xiàn)鈍圓形狀,影響加工精度。本文嘗試從電火花加工的單元——單脈沖放電出發(fā),對單道掃描加工過程中極間放電在不同位置的累積效應(yīng)進(jìn)行研究,找到兩極出現(xiàn)鈍圓現(xiàn)象的原因及各因素對積分作用的影響規(guī)律,主要研究內(nèi)容如下：(1)單脈沖放電有限元仿真和實驗研究。首先從面熱源的角度分析了單脈沖放電的溫度場分布,然后基于熱流密度在徑向成高斯分布的面熱源模型,并考慮材料相變潛熱的情況,利用有限元軟件對單脈沖放電引起的溫度場分布進(jìn)行仿真。分析各因素對單脈沖放電的影響,設(shè)計針狀紫銅電極對紫銅工件的單脈沖放電實驗,根據(jù)單脈沖放電凹坑尺寸的測量結(jié)果分析單脈沖放電的蝕除規(guī)律。結(jié)果表明正極性加工放電得到的凹坑體積要明顯大于負(fù)極性加工,且形狀較規(guī)則,而負(fù)極性加工蝕除凹坑的直徑深度比更大,小能量加工時,能量利用率相對較低。(2)單道掃描加工脈沖積分作用機(jī)理分析。根據(jù)電火花單道掃描加工的特點,分析影響極間放電積分作用的因素,并建立圓柱電極單道掃描加工直槽在垂直于掃描方向的輪廓模型,得到材料去除速率、電極直徑和掃描運(yùn)動速度對直槽截面輪廓的影響。(3)單道掃描加工仿真和實驗研究。對掃描加工過程中兩極上出現(xiàn)鈍圓輪廓的原因進(jìn)行分析,基于材料去除速率和單脈沖放電研究得到的兩極材料蝕除體積比,借助Matlab軟件對圓柱電極和方形電極的單道掃描加工過程進(jìn)行幾何仿真,得到了直槽和工具電極在垂直于掃描方向的截面輪廓。相應(yīng)地設(shè)計了兩種截面形狀的電極掃描加工直槽實驗,得到了電極和直槽的截面輪廓。實驗得到的直槽截面輪廓與仿真結(jié)果吻合地較好,驗證了兩極上的鈍圓現(xiàn)象,結(jié)果表明單道掃描加工電極和工件之間的脈沖放電積分作用對兩極輪廓有明顯影響。通過對電火花單脈沖放電和單道掃描加工的仿真和實驗研究,探索了單脈沖放電蝕除規(guī)律和單道掃描加工過程中極間脈沖放電的積分作用,對于完善電火花放電的機(jī)理和提高電火花掃描加工的精度有一定的意義。
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG661

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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

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本文編號：1291304