钛合金电火花加工间隙流场排屑过程数值仿真研究

采用数值模拟方法对电火花加工过程中间隙流场的碎屑排出情况进行仿真研究。计算结果表明,在电极的上升段,大量粒子被带出凹槽,排屑效果显著;在电极的下降段,仍有部分粒子被继续排出间隙区域。对比不同尺寸的钛合金粒子分布可以发现,排出粒子的数量随粒子直径的增加而减小,说明小粒子更易被排出。对流场内速度矢量分布进行分析可以发现,在电极上升过程中,其下表面下方区域存在涡结构,这是排出颗粒粒子的主要动力;在电极下降过程中,涡结构出现在间隙区域上方电极两侧,继续带动部分粒子排出。     

基于FLUENT的电火花铣削加工间隙流场仿真分析

根据电火花铣削加工的机理,建立基于流场理论的二维轴对称间隙流场数学模型.利用Fluent有限元流体仿真软件对间隙流场进行模拟,分析了工具电极旋转速度、工作液压力、加工间隙对间隙速度场、压力场的影响.     

低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场研究

通过仿真分析与实验验证相结合的方法,对低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场进行了研究。利用Fluent有限元软件对低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场进行了仿真分析,得到冲液压力、工具电极转速、振动频率对流场内压力、速度、蚀除颗粒分布规律的影响,并通过实验得到验证,同时得到其对加工效果的影响规律。     

基于Fluent电火花深小孔加工间隙流场的研究

为了研究电火花深小孔加工中工作液流场对加工效率的影响,从流场理论出发,建立了极间流场数学模型.利用Fluent流体力学软件计算了极间工作液及电蚀产物在不同的主轴旋转速度下,所呈现的速度场和压力场分布.设计实验的结果表明,在特定转速范围内加工效率最高,低于或高于这个转速,加工效率都会下降.理论模型的结果从速度场和压力场两个方面定性地解释了这一实验结果.     

多孔质电极电火花加工极间流场仿真

为研究多孔质电极电火花加工中分布式冲液对加工过程的作用机制,建立了多孔质电极极间流场模型,采用固液两相流数值方法模拟电极间冲液和蚀除产物的两相流动过程,与单孔电极进行了对比研究,并进行了电火花加工实验验证。仿真结果显示:多孔质电极的极间流场流速由于分布式冲液出口的存在而呈现分布式特征,且流场外围流速大于中心流速;采用多孔质电极后,由于分布式冲液出口的存在,能够将固相蚀除产物沿一定的通道有效排出加工区域。与仿真结果相对应,电火花加工实验结果表明:由于冲液对蚀除产物良好的排出作用,多孔质电极能够获得更高的加工效率,且加工速度随加工深度变化不大;但由于冲液影响了炭黑向工具电极的附着行为,导致工具电极相对损耗率增大。     

混粉电火花加工工作液流场及颗粒运动仿真研究

根据混粉电火花加工对装置的要求,在对储液箱内的粉末颗粒运动状态进行数学分析的基础上,采用COSMOS/Flo Works软件对工作液流场及颗粒运动状态进行模拟仿真.分析结果表明,设计的数学模型能反映储液箱内液流的实际运动状态,并能帮助对射流器喷液结构进行优化设计,该数学模型可为混粉电火花加工装置一体化设计提供技术支持.     

纵扭超声振动电火花加工微小孔仿真研究

超声振动电火花加工是一种高效加工微小孔的新型加工方法,能够提高加工效率与精度。对纵扭超声振动电火花加工微小孔进行研究,建立描述电极丝周围间隙工作液流动特性的数学模型,使用Fluent对数学模型进行验证,同时加入切屑,对间隙工作液运动情况以及排屑情况进行探究。结果表明：在电火花加工时,在电极丝引入纵扭超声振动,流体域有明显的扭转运动,电极丝底部切屑在离心力的作用下,更易从底隙中进入侧隙,随工作液的运动排出孔隙,有效防止底部产生切屑堆积,提高了电火花加工微小孔的精度。     

旋转电极内冲液电火花铣削加工流场仿真及实验研究

通过理论分析和流场软件仿真的方法,论证了高压高速的水作为电火花铣削加工工作液的可行性,解释了水基工作液中应采用正极性加工的原因.研究了高压高速的水基工作液在放电间隙中的压力场、流速场及蚀除颗粒浓度分布,以及其对加工过程和两极材料蚀除与抛出的影响,并进行了实验验证.     

短电弧加工不同直径电极间隙流场研究

在短电弧加工过程中,利用流体软件Fluent对不同的电极直径加工间隙流场进行仿真,通过极间流场中的压力场与速度场间接得出加工屑排除的变化规律,并通过实验进行验证。结果发现:电极直径的增大可以促进加工屑从加工间隙排出,减少因间隙颗粒的堆积而产生的短路现象,从而避免“二次放电”;当加工深度不变时,电极直径的大小与工件材料的去除率呈正相关,证明短电弧加工过程中存在“面积效应”;电极直径的相对变化对工件表面质量没有明显的改善,即对表面粗糙度的影响不大。     

电火花加工电极辅助设计与仿真系统的研究

实现了电火花加工电极快速建模功能、电极加工补偿功能与电极加工仿真功能;阐述了电火花成形加工电极辅助设计与仿真系统的关键技术;并以实例验证,该系统能大大地提高电极设计效率、缩短生产周期、降低制造成本。     

内外冲液组合式的短电弧铣削加工间隙流场仿真

为进一步改善短电弧铣削加工间隙排屑情况,采用内外冲液组合式,通过Fluent对其进行仿真分析,得到了流场压力、速度和蚀除颗粒分布规律。分析不同冲液方式、冲液压力和电极转速对极间间隙流场特性的影响规律,并进行单因素试验。以MRR、TWR为评价指标,找出短电弧铣削加工性能的最佳参数。     

基于定长补偿的微细电火花三维型腔加工方法

电火花铣削可利用简单电极以逐层扫掠的方式有效加工复杂三维型腔。采用定长补偿方法配合电极旋转进行电火花铣削加工,电极端面会形成圆锥形,经过两刀铣削加工后第一层的加工面会呈现波浪形。针对波浪面对加工精度的影响进行了仿真分析,结果表明波浪面对最终的型腔底面形状几乎不产生影响。为获取最佳一层表面以减小对后续加工影响,确定了第一层第二步加工的最佳深度的定义;并通过三角形假设和正弦曲线假设从几何上找到了最佳深度的取值范围。通过实验验证了理论模型并进一步细化最佳深度取值区间,为后续精确加工奠定了基础。     

电火花加工临界放电间隙实验研究

基于田口法考查了电火花加工在煤油、空气状态下的临界放电间隙及主要加工电参数(峰值电流、放电电压、脉冲宽度)的变化规律和影响顺序,为进一步理解电火花加工机理提供了实验基础。