本文關(guān)鍵詞：低溫氣體冷卻對(duì)電火花加工的影響研究

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【摘要】：電火花加工中電極損耗是影響加工質(zhì)量和加工精度的一個(gè)重要因素。為降低電極損耗,用液氮冷卻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電火花工具電極低損耗是當(dāng)前國(guó)際上電火花加工領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向�，F(xiàn)有液氮冷卻工具電極以降低工具電極損耗方法進(jìn)行電火花加工時(shí),工具電極損耗大幅降低,但由于冷卻溫度過(guò)低,工件材料移除速率也隨之大幅降低,同時(shí)工件表面會(huì)出現(xiàn)大量細(xì)微裂紋。本文針對(duì)該方法的不足之處,提出了一種新的冷卻方式,使用空氣與液氮蒸發(fā)氣混合后的低溫氣體來(lái)冷卻工具電極,從而實(shí)現(xiàn)工具電極損耗的降低。為驗(yàn)證該方法有效性,本文從理論、有限元仿真和試驗(yàn)三方面分別對(duì)該方法進(jìn)行理論、仿真分析和驗(yàn)證,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:1、分析工具電極和工件材料不同溫度下熱力學(xué)屬性,以工具電極和工件材料低溫下熱導(dǎo)率和比熱容為分析對(duì)象,對(duì)不同溫度下進(jìn)行電火花加工,工件和工具電極熱力學(xué)屬性變化導(dǎo)致加工結(jié)果產(chǎn)生的可能影響進(jìn)行了理論分析。2、為進(jìn)一步驗(yàn)證低溫冷卻實(shí)現(xiàn)電火花工具電極低損耗方法理論有效性,對(duì)低溫氣體冷卻工具電極模型進(jìn)行建模,并將模型導(dǎo)入ANSYS Mechanical和CFX有限元仿真軟件,對(duì)其分別進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)和瞬態(tài)溫度場(chǎng)仿真,獲得了低溫氣體的穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)、工具電極受低溫氣體冷卻的瞬態(tài)溫度場(chǎng),和在低溫氣體冷卻下,工具電極放電加工瞬態(tài)溫度場(chǎng)。仿真結(jié)果表明使用低溫氣體冷卻工具電極以降低工具電極損耗的方法可切實(shí)可行。3、按仿真模型尺寸制造實(shí)際零件,對(duì)機(jī)床進(jìn)行改造,并按照仿真中使用的電參數(shù),進(jìn)行低溫冷卻工具電極電火花加工試驗(yàn),通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該方法有效性。試驗(yàn)后,對(duì)工具電極和工件樣件分別在掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope)下進(jìn)行了觀察,最終根據(jù)觀察分析結(jié)果,結(jié)合仿真結(jié)論得出:通過(guò)使用低溫氣體冷卻工具電極,有效降低了工具電極相對(duì)損耗和絕對(duì)損耗,但通入混合氣體溫度不宜過(guò)低,在選定試驗(yàn)電參數(shù)下,最優(yōu)通氣氣體溫度為-60℃,工具電極溫度為-41℃。
【關(guān)鍵詞】：低溫氣體 電火花 電極損耗 有限元
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG661
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 電火花加工概述8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)及電火花加工存在問(wèn)題8-10
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8-9
• 1.2.2 電火花加工存在的問(wèn)題9-10
• 1.3 課題研究意義10-11
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.5 本章小結(jié)12-13
• 第二章 電火花加工及低溫電火花加工原理分析13-20
• 2.1 電火花加工原理簡(jiǎn)介13-14
• 2.2 電火花加工的必要條件14-15
• 2.3 電火花加工的基本過(guò)程15-17
• 2.3.1 兩極間絕緣介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道16
• 2.3.2 工作介質(zhì)在高溫下熱解、電極材料熔化、氣化16
• 2.3.3 電極材料拋出16
• 2.3.4 兩極間絕緣介質(zhì)消電離16-17
• 2.4 低溫電火花加工方法的提出17
• 2.5 紫銅和W6MO5CR4V2在不同溫度下物理屬性變化17-19
• 2.5.1 紫銅和W6Mo5Cr4V2在不同溫度下熱力學(xué)屬性變化17-19
• 2.5.2 紫銅不同溫度下電阻率變化19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第三章 低溫電火花加工有效性仿真驗(yàn)證20-36
• 3.1 有限元仿真過(guò)程20
• 3.2 有限元仿真理論模型的建立20-23
• 3.2.1 流動(dòng)模型20-21
• 3.2.2 冷卻模型21
• 3.2.3 熱源模型21-22
• 3.2.4 放電能量分配22
• 3.2.5 放電通道半徑22-23
• 3.3 有限元仿真數(shù)學(xué)模型的建立23-24
• 3.4 有限元網(wǎng)格劃分24-26
• 3.5 低溫氣體在流道入口速度計(jì)算26-27
• 3.6 計(jì)算屬性設(shè)置及載荷施加27
• 3.7 仿真及結(jié)果分析27-34
• 3.7.1 Flotran及CFX流場(chǎng)仿真及結(jié)果對(duì)比分析27-30
• 3.7.2 火花放電前瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析30-32
• 3.7.3 火花放電瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析32-34
• 3.8 結(jié)論34-35
• 3.9 本章小結(jié)35-36
• 第四章 低溫氣體冷卻電火花工具電極試驗(yàn)研究36-48
• 4.1 引言36
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-39
• 4.2.1 工件及工具電極選擇36
• 4.2.2 試驗(yàn)裝置搭建36-38
• 4.2.3 工作參數(shù)及變量的選擇38-39
• 4.3 相關(guān)計(jì)算39
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果及分析39-47
• 4.4.1 加工誤差分析39-40
• 4.4.2 數(shù)據(jù)處理40-41
• 4.4.3 工件材料移除速率41-42
• 4.4.4 工具電極損耗42-43
• 4.4.5 表面微觀形貌43-47
• 4.4.5.1 工具電極表面微觀形貌43-45
• 4.4.5.2 工件表面微觀形貌45-47
• 4.5 結(jié)論47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 結(jié)論48-49
• 5.1 結(jié)論48-49
• 在讀期間公開(kāi)發(fā)表的論文49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-53

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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8 Г.А.Алексеев;В.К.Настасий;Н.М.Сорокина;谷式

本文編號(hào)：921188