液中噴氣電火花加工機理與實驗研究.pdf

1、電火花加工中,放電介質(zhì)對工件的材料去除率、表面質(zhì)量以及電極相對損耗率有重要影響。液中電火花銑削加工時相對穩(wěn)定,但電極相對損耗嚴(yán)重,妨礙了電火花加工性能的提高。采用煤油工作液會產(chǎn)生有害氣體造成環(huán)境污染,采用水基工作液會附加發(fā)生電解反應(yīng)。氣中電火花加工時電極相對損耗很小,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,從而改善實際放電加工的性能。本文對液中噴氣電火花加工機理進行了分析,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。同時又進行了液中、氣中、液中噴氣電火花加工的機理研究對比實驗,從而驗證了仿真計算結(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。本文繼而進行了液中噴氣電火花加工實驗研究。首先對照國內(nèi)外同行專家文章中的重點參數(shù)進行氣中電火花加工參考性實驗;接著圍繞四個關(guān)鍵因素,即脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流以及每層進給深度進行基于響應(yīng)曲面的正交實驗設(shè)計,并分析各因素對材料去除率和電極相對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。又進行了單因素加工實驗,初步分析了氣體壓力、工件電

4、極相對速度、電極壁厚等對材料去除率和電極相對損耗率的影響。本文最后通過進行平面樣件的銑削加工實驗,對高速平動液中噴氣電火花銑削加工系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析和工藝規(guī)劃,并綜合評價其工藝性能。液中、氣中、液中噴氣電火花銑削加工實驗結(jié)果證明了,高速平動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損耗率的同時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