电火花线切割温度场有限元分析及参数验证

建立了电火花线切割脉冲放电模型,利用有限元法分析了单脉冲放电的温度场分布。计算出该条件下工件及电极丝放电凹坑几何特征,与实际切割条件下的表面粗糙度、电极相对损耗比、切割速度等工艺指标进行了对比,并根据电火花线切割的加工特点进行了修正,研究了电火花线切割的蚀除规律。结果表明:模拟的单脉冲放电凹坑几何特征经修正后可以近似表征实际连续切割时的表面粗糙度;实际切割中放电点在电极丝上的通道转移是导致电极丝相对损耗较低的主要原因;考虑到实际切割相关因素,对理论切割速度进行修正后,其值与实际值是吻合的。     

电火花线切割精加工轴承钢GCr15温度模拟及验证

淬硬轴承钢GCr15是一种高碳铬钢,具有硬度高、耐磨性好等特点,电火花线切割加工方法是面向类似淬硬轴承钢GCr15等难加工材料的较好选择。此外,电火花线切割加工是利用电极与工件之间的火花放电产生大量热能,从而熔化或汽化工件材料,因此,电火花加工过程被广泛认为是一种热物理蚀除过程。通过对电火花线切割精加工过程中工件的热平衡分析,提出一种新型移动高斯热源模型,考虑材料相变潜热,建立连续脉冲放电精加工轴承钢GCr15温度场模型,采用有限元方法对温度场分布进行数值求解,最后,设计在线温度测量实验验证模型的可靠性。实验结果表明,建立的连续脉冲放电温度场模型具有较高的精度,能够为预测工件表面完整性提供参考。     

电火花单脉冲放电加工的电热模型与实验研究

为了探索电火花放电加工过程中的材料去除机理,以均匀热源模型为基础,建立了单脉冲电火花加工铝合金6061的温度场的电热模型。利用ANSYS软件仿真获得了单脉冲放电产生的温度场,分析了熔融凹坑的直径、深度和体积随不同脉冲宽度的变化趋势。进行了电火花单脉冲放电加工实验,模拟计算结果和试验结果基本吻合,表明该电热模型可以比较准确地预测电火花单脉冲放电加工的温度场分布,为进一步预测电火花连续脉冲放电加工的温度场分布情况打下基础。     

电火花线切割加工中电极丝所受电磁力分析

在电火花线切割加工过程中,电极丝沿着导轮上下运转,同时电极丝受到多种力的作用,例如放电爆炸力、电场力、电磁力、水流冲击力等,其中所受的电磁力对加工效果(效率和精度)有着重要的影响。因此,从机理上分析了加工不同工件时电极丝周围的磁通密度分布,采用多物理耦合建模方法,应用泊松方程,再根据电极丝的实际加工情况,建立二维稳态的电磁场模型,并分析电磁力对电极丝的作用。在不同的放电电流和放电间隙条件下,仿真得到磁场强度分布和电极丝所受电磁力。本研究可以为电火花线切割加工过程中的电极丝张力和拐角误差控制提供一定的理论依据。     

电火花加工中钼丝的振动现象研究

对电火花线切割加工过程中钼丝的振动现象进行研究分析,结合ANSYS Workbench软件进行有限元模态分析、流固耦合分析,仿真电火花线切割加工过程,运用单一变量法分析电极丝的长度、直径、张力对其固有频率的影响,钼丝的长度、直径、脉冲放电大小、脉冲宽度、加工厚度等因素对电极丝横向振动的影响,通过数学建模得到电极丝的自由振动和强迫振动的振动方程以及横向振动位移函数,对抑制电极丝振动与提高工件的加工质量具有一定的理论指导性意义。     

基于LabVIEW的电火花线切割放电加工状态的研究

电火花线切割加工时放电加工状态决定着加工的质量和速度,电极丝和工件之间的放电电压是对放电加工过程进行实时检测的重要参数.以LabVIEW为开发平台,以放电电压为检测参数,构建了电火花线切割放电加工状态识别仿真系统.该系统主要包括线切割放电状态识别模块、BP神经网络放电预测模块以及加工稳定性分析模块,对提高电火花线切割加工质量、加工效率及智能化加工有良好的效果.     

多次电火花线切割电极丝温度场与切缝流场分析

针对目前高速多次电火花线切割电极丝形位变化异常问题;通过建立多次电火花线切割电极丝的表面平均热流密度模型,对脉冲宽度、峰值电流和电极丝热流密度关系进行了分析,提出多次电火花线切割应采用窄脉冲宽度高峰值电流观点;在此基础上,通过建立多次电火花线切割切缝三维模型,对电极丝温度场和切缝流场进行了数值模拟分析。结果表明,工作液切缝入口压力对电极丝横截面温度分布有显著影响;工作液在冲进切缝时速度衰减很快。研究结果对稳定多次电火花线切割电极丝形位具有一定指导意义。     

慢走丝电火花线切割粗加工仿真系统的开发

为对电火花线切割加工机理有更深刻的认识,了解加工参数对加工精度的影响规律,介绍了一个电火花线切割加工粗加工的仿真系统。仿真系统通过对放电点的探索、工件的去除以及对线电极丝振动的分析,将实际的加工现象形象地再现于计算机上。为证实仿真系统的正确性,将仿真结果与试验结果进行了比较。在试验结果的获取中,为能够得到很难测量的线电极周围的放电间隙和工件形状数据,提出一种新的三维形状测量方法。通过对仿真结果和试验结果的比较,定性地证明了仿真方法的正确性。研究结果表明:改变线电极张力及伺服电压值时,从仿真过程得到的加工形状结果与试验得到的加工形状结果其倾向基本一致;加工缝端部的形状呈凸形还是呈凹形,取决于加工过程中放电爆发力和静电引力的相对大小。     

线切割加工连续脉冲放电电极丝三维振动分析

在线切割加工过程中,由于放电通道内电极丝受到张紧力、放电合力、流体阻尼等作用,电极丝必然会产生挠曲变形和振动现象,严重影响线切割加工的效率、精度和稳定性,主要体现在工件加工精度、表面粗糙和切口宽度。从分析放电通道内的电极丝受力情况出发,将放电合力进行傅里叶变换,结合弦振动非线性偏微分方程,建立三维多脉冲放电的电极丝振动模型,运用COMSOL仿真软件,求解电极丝振动振幅数值解。在此基础上,分析各个因素对电极丝振动的影响规律,已获得减少电极丝振动振幅的实践加工方法,为实际加工过程提供理论指导依据。     

复合走丝电火花线切割机床走丝方式改善加工性能的实现

为了在低成本下改善加工性能,针对传统高速走丝电火花线切割加工表面粗糙度比较低的问题,笔者提出采用新型复合走丝电火花线切割机加工工件的改善方法。通过分析复合走丝电极丝高速旋转而带来电火花磨削加工功能的特殊效应,改传统的电极丝单边损耗为周边损耗,使得电极丝偏移量的影响减小,由于改善了放电间隙的排屑条件,从而消除了换向条纹。试验结果表明:该方法明显提高了加工精度及降低了表面粗糙度。     

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。     

电极丝损耗或断丝的预防对策

数控电火花线切割加工中 ,电极丝的损耗或断丝严重影响其连续自动操作的进行。尤其是在高速走丝电火花线切割中 ,因电极丝在加工中的反复使用 ,随着电极丝损耗的增加 ,切缝越来越窄 ,不仅会使加工面的尺寸误差增大 ;而且一旦在加工中发生断丝 ,加工必须重新开始 ,这不仅花费较多工时 ,而且影响加工的表面质量。电火花线切割加工中引起电极丝过量损耗断丝的原因有多方面 ,如电脉冲的稳定性、工艺参数的合理性、机械传动精度的高低、工件材料切割性能的优劣、切割路线与夹持方式的正确与否等 ,这些对于电极丝的使用寿命均有一定的影响。针对电…     

线切割机床走丝机构控制系统及其故障检修

电火花线切割加工是电火花加工的重要组成部分,它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐蚀作用,对工件进行加工的一种工艺方法。在加工中利用电极丝以一定的速度不断地沿着给定的几何图形轨迹运动（即走丝运动）。电火花线切割加工广泛应用于加工各种模具零件、样板、形状复杂的细小零件、窄缝等以及高硬度、高熔点金属的切割。根据电极丝运动方式不同,     

线切割机床及加工中问题的解决

线切割是众多电火花加工方法的一种,它是利用电极丝和工件间产生高频隔离脉冲放电的电腐蚀作用进行切割的。线切割机床投入实际应用已有50多年的历史了,线切割机床的产量也随着模具产量的增加而相应增长（其主要用途之一是加工模具）。     

浅析电参数对快走丝电火花线切割表面质量和加工精度的影响

针对快走丝电火花线切割中存在的表面质量差、加工精度低的问题,分析了快走丝电火花线切割加工条件中放电参数（脉冲宽度ON、功率管数IP、脉冲间隔OFF、开路电压、脉冲频率）对零件表面粗糙度、加工精度的影响,为快走丝电火花线切割加工积累了经验。     

电化学放电线切割加工方法实验研究

针对非导电硬脆材料的微细线切割加工,设计并搭建了电化学放电线切割加工装置,对电化学放电线切割加工过程中的电压-电流曲线与电极丝放电长度之间的关系进行了实验研究。实验结果表明,随着直流电压的增大,电压-电流曲线呈现出线性区、饱和区、跃变区和放电区等明显的区域性特征变化,稳定放电仅在电压高于一定值的放电区内发生,且电极丝放电长度越大,发生跃变放电时的临界电压越高。对普通玻璃和石英玻璃的加工实验表明,通过增大放电能量,能够获得更高的材料去除率,但也会导致工件加工精度和表面质量的下降。     

汽中电火花加工技术研究

提出了一种汽中电火花加工技术,其加工介质为水蒸汽,蒸汽由蒸汽发生器获得,经管状电极喷向工件.试验结果显示:一般情况下,材料去除率随放电电流、脉冲宽度的增大而增大,随脉冲间隔的增大而减小,但一味地增大脉冲宽度和减小脉冲间隔会造成电火花加工稳定性变差,从而降低材料去除率;汽中电火花加工技术的工具电极相对损耗率相对较低,受脉冲宽度、脉冲间隔影响小,但在大的放电电流下,电极相对损耗率会有所增加,且汽中电火花加工的工件附着物较少.     

PCD复合片电火花线切割加工丝损分析与研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜((SEM)观察了电极丝表面的显微形貌,进行了元素成分分析。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了极间脉冲放电、工作液有效进入量、电蚀粒子容积浓度以及电极丝镀覆等因素对丝损的影响。提出采用贴附式高压喷液系统可有效提高切割效率、降低丝损。试验结果表明,该喷液系统能够有效改善极间放电条件,可使切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%,为PCD复合片的高效、稳定、低损切割提供了有益参考。     

涡轮盘榫槽电火花线切割加工质量研究

为了提高涡轮叶盘榫槽电火花加工的材料去除率、几何形状精度,文中采用3种相同直径、不同材质的电极丝,进行电火花线切割GH4169枞树形榫槽的对比实验。采用不同工艺规准下的3道线切割工艺：第一次切割使用较大脉冲能量,加工出外形轮廓;第二次切割消除工件在上次加工中产生的变形,提高工件尺寸精度;第三次切割对工件表面进行精修整,减小工件表面变质层。对加工后榫槽进行材料去除率的计算、几何形状精度和轮廓偏差的测量,分析电火花线切割加工对榫槽加工质量的影响。试验结果表明：在高速线加工下榫槽的材料去除率最高;不同电极丝加工后的榫槽几何形状精度均在要求的0.075 mm之内;线切割加工的榫槽轮廓偏差都在0.030 mm左右,同时采用黄铜丝加工的榫槽轮廓偏差最小。采用电火花线切割工艺加工出的榫槽几何形状精度和加工质量均满足加工要求,显示出该工艺巨大的技术潜力。     

电火花线切割加工工艺特点分析

线切割加工是电火花线切割加工的简称,它是用线状电极(钼丝或钨丝)靠电火花放电来对工件进行切割。线切割机床通常分为两类:快走丝和慢走丝。前者