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喷雾电火花加工机理及材料蚀除物理模型研究

作　者: 薛荣
导　师: 顾琳
学　校: 上海交通大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 内喷雾电火花加工电蚀坑半径材料蚀除模型能量分配系数
分类号: TG661
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要

内喷雾电火花铣削加工是一种采用气液两相流作为工作介质的新型电火花加工方法。与传统电火花加工相比,该方法不仅具有污染小、成本低的潜在优势,而且在一定条件下还可获得更大的材料去除率(Material Removal Rate: MRR)和更小的电极损耗率(Tool Wear Ratio: TWR)。为了对喷雾电火花的加工机理有更深入地认识,本文对其加工过程的各阶段进行了理论分析,并提出了一种研究电火花加工中正、负极能量分配系数的新方法。建立了用于描述喷雾电火花加工中形成电蚀坑的热-流耦合物理模型并确立了不同电极对材料组合时影响材料去除率的关键因素——正、负两极的能量分配系数。分别将Cr12模具钢、钛合金作为工件,石墨、紫铜棒作为工具电极,通过实验得到了不同脉宽、电流条件下形成的电蚀坑半径,并用最小二乘法拟合了电蚀坑半径随脉宽和放电电流变化的规律,完善了材料蚀除的热-流耦合二维模型参数表达模型。进而采用计算仿真和实验结果相比对的方法得到了放电能量在正极和负极的分配系数。最后用所建立的模型和相关加工参数计算出喷雾电火花加工所形成的电蚀坑尺寸,通过与实验测量结果对比验证了该模型的可靠性。实验和分析结果表明,喷雾电火花加工中正极的能量分配系数远大于负极,在加工过程中为获得较大的材料去除率适宜将工件接正极。通过建立合适的材料蚀除物理模型,可预测不同加工参数下的材料去除率、表面粗糙度等,从而对喷雾电火花加工的工艺参数进行优化、减少加工成本,并为电火花加工机理的研究提供了新的思路。

喷雾电火花加工机理及材料蚀除物理模型研究

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