电火花线切割加工Cr12MoV的温度场仿真分析研究

随着制造业的快速发展,科学经济地提高电火花线切割加工Cr12Mo V模具钢的加工质量变得尤为重要。为了满足这一要求,通过仿真模拟电火花线切割加工Cr12Mo V钢的温度场分布,来预测峰值电流的改变对表面粗糙度的影响,将白层厚度考虑在内并且修正仿真凹坑深度值后,与实际加工的结果进行对比验证,得出了更为吻合的修正凹坑深度曲线与表面粗糙度曲线,证实了利用ANSYS有限元分析软件模拟电火花加工温度场进行电参数的合理选择,以此改善加工质量的可行性。为实际生产中电火花线切割加工Cr12Mo V提供理论指导。     

单晶硅放电蚀除机理研究及有限元分析

提出了单晶硅电火花加工蚀除机理假设,认为热应力在放电蚀除过程中起主要作用。建立了单晶硅电火花线切割放电模型,利用有限元法模拟了在单脉冲放电条件下单晶硅的温度场及热应力场分布。分别计算了单晶硅在温度场和热应力场作用下的蚀除量,并与实际放电切割蚀除量进行了对比,结果表明,实际蚀除量近似等于模拟得到的温度场与热应力场蚀除量之和,验证了对单晶硅电火花加工蚀除机理所作假设的正确性。     

电火花诱导可控烧蚀磨削温度场仿真及试验研究

应用有限元分析软件对电火花诱导可控烧蚀磨削温度场进行模拟仿真,将烧蚀磨削温度场分为火花放电和烧蚀加工两部分的叠加。建立数学模型及边界条件,首先对火花放电温度场进行仿真,得到其温度场分布,而后在放电温度场结果基础上进行烧蚀加工的温度场仿真,得到整体烧蚀温度场分布情况。对钛合金TC4进行软化层厚度测试的工艺试验,结果表明:烧蚀软化层厚度的仿真结果(74μm)与试验结果(68μm)基本一致,说明有限元仿真对一定参数条件下的电火花诱导可控烧蚀磨削工艺效果的预测是可行的。     

基于热学仿真的微细电火花加工表面形貌预测

根据热传导基本理论和微细电火花加工的实际情况,建立起微细电火花加工的热传播模型.采用ANSYS分析软件,基于有限元方法对P+硅和45钢两种材料单脉冲放电情况的温度场进行了数值模拟,分析了微细电火花铣削加工中表面粗糙度与放电能量之间的关系.结果表明,微细电火花仿真能够很好地模拟放电凹坑的温度场分布,进而预测加工表面形貌.     

中走丝电火花线切割加工IN718参数的研究

进行了"中走丝机"切割镍基高温合金IN718各因素(脉宽时间、放电间隙、运丝速度和占空比)对切割速度及表面粗糙度影响的研究。通过单因素实验和正交实验的极差、方差分析,研究各参数对加工的性能指标的影响。实验结果表明:各参数对于切割速度和表面粗糙度的影响程度不同,其中脉宽时间和占空比对切割速度和表面粗糙度的影响显著,放点间隙对加工性能指标的影响最小。此研究为中走丝电火花线切割镍基高温合金IN718的加工工艺提供了参考。     

电火花深小孔加工有限元仿真——稳态流场下单脉冲放电瞬态温度场分析

现有仿真均针对静流场或不考虑流场,不能较好地符合Φ0.3~Φ3 mm深小孔和6 MPa内冲液冷却实际加工状况。为反映实际加工Inconel718过程中稳态流场下单脉冲瞬态温度场,采用ANSYS Flotran CFD模块,对镍基高温合金Inconel718深小孔电火花加工单脉冲温度场进行仿真。首先进行稳态流场分析,并以稳态流场为基础,加载热生成载荷,分析其瞬态温度场。仿真得出,稳定流场下,加工部位温度场并非完全对称,而是随工作介质流动方向出现一定"偏吹";同时在单脉冲下,工件局部会受热熔化但紫铜电极不会出现损耗,工具电极损耗原因为连续加工中散热不及时而导致的。     

气中电火花加工颗粒增强金属基复合材料的有限元分析

根据傅里叶热传导理论,建立了气中电火花放电加工颗粒增强金属基复合材料的二维有限元仿真模型。利用有限元软件ANSYS分别采用高斯热源模型和均匀热源模型对单脉冲放电加工金属基复合材料的温度场进行数值模拟。根据温度场的分布情况,对比分析了在两种不同热源模型下放电凹坑的形貌、直径和深度,并与实验结果进行比较,结果表明,与高斯热源模型相比,均匀热源模型能较好地预测单脉冲放电加工金属基复合材料的放电凹坑特征。根据电火花加工金属基复合材料的特点,对均匀热源模型中所采用的放电通道半径进行了修正,结果表明,修正后的模型能够比较准确地模拟单脉冲放电加工金属基复合材料放电凹坑的几何特征。     

基于DEFORM-3D的镍基合金钢的车削加工仿真

运用IN718镍基高温合金流动应力模型进行数值模拟,考查了IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数对切削性能和刀具的影响。结果表明:在各因素中,对切削温度而言,切削速度影响最大,进给量次之,背吃刀量影响最小;对切削力而言,切削速度影响最小,背吃刀量影响最大。换热系数对工件和刀具的最高温度和平均切削力影响不大,但工件和刀具的平均温度随着换热系数的增大而减小。研究结论有助于优化IN718镍基高温合金车削过程中工艺参数的选择与优化。     

放电位置随机分布的电火花线切割加工仿真模型

在电火花线切割单脉冲放电过程仿真的基础上,基于有限元软件ANSYS提出了一种放电位置随机分布的电火花线切割加工温度场仿真模型。在仿真过程中,放电位置随机分布,并引入"生死单元技术"去除高温蚀除的单元,得到了线切割连续脉冲放电加工过程的表面效果。然后利用温度场仿真结果计算不同放电参数下的材料去除率,并基于脉冲利用率和电极丝换向时间进行修正,发现修正后材料去除率仿真结果与实际加工结果之间误差小于10%,验证了电火花线切割加工连续脉冲随机放电的仿真模型的准确性。其中,电火花线切割加工过程的脉冲利用率、电极丝换向时间是导致仿真结果出现偏差的主要因素。为了分析实际加工过程的脉冲利用率,搭建了脉冲利用率检测装置,对不同伺服条件下的脉冲利用率进行了统计。     

电熔爆加工温度场有限元模拟

根据电熔爆实际加工情形,建立了电熔爆单脉冲加工的物理模型和数学模型;采用有限元模拟的方法,通过建立有限元模型,模拟在高斯热源、对流换热载荷共同作用的情况下电熔爆三维单脉冲加工的温度场分布。根据模拟结果得出脉冲电压对温度场分布的影响,并与实验结果进行比较,验证了仿真模型的正确性,可用于指导电熔爆加工机理的深入研究。