喷雾电火花加工机理及稳定性研究

论文摘要

针对目前其他雾化方式产生的水雾不均匀、雾滴粒度较大,导致加工过程中短路率高,加工过程不够稳定的问题,采用超声雾化方式产生均匀、微细的雾介质用于放电加工,并在工件端施加超声振动以减少短路率,实现稳定加工。在基于内喷雾电火花加工试验中,首先进行气液两相流在电极管中的流型分析与仿真,分析放电间隙中的气压以及雾滴的轨迹,确定了放电加工是在雾介质非水中进行。工艺试验结果表明,选取去离子水取代原来的自来水作为雾介质的水源可以改善放电状态。采用辅助超声振动进行铣削加工,使得短路率大大降低,材料去除率以及电极损耗率也有所提高。本文进一步尝试了侧向喷雾的加工方式。试验结果表明:侧向喷雾电火花加工中工件表面的电蚀产物排除比较充分,短路率大大低于内喷雾的短路率。但是在小脉冲的条件下,电极损耗率比较高,加工表面被铜覆盖。通过对比试验,侧喷加工中的白层厚度为相同条件下油中加工的三分之一,表面也几乎没有裂纹。为了进一步提高加工效果,辅助超声振动装置,协助排屑,对表面质量有一定的改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电火花加工技术简介
• 1.3 电火花加工的介质
• 1.3.1 煤油基工作液
• 1.3.2 水基工作液
• 1.3.3 气体电介质
• 1.3.4 水雾电介质
• 1.4 课题的研究内容和目的意义
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究内容
• 1.4.3 课题的目的意义
• 1.5 本章小结
• 第二章 雾中电火花加工机理分析
• 2.1 气体和液体介质的击穿机理
• 2.1.1 液中加工的电介质的电导与击穿
• 2.1.2 气体介质的电导与击穿
• 2.2 雾滴对极间电场击穿的影响
• 2.3 喷雾电火花加工机理
• 2.3.1 极间介质的击穿和导电
• 2.3.2 电极材料的熔化、气化
• 2.3.3 电极材料的抛出
• 2.3.4 极间介质的消电离
• 2.4 本章小结
• 第三章 内喷雾电火花加工稳定性研究
• 3.1 放电间隙的流型分布
• 3.1.1 流量分析
• 3.1.2 气液两相流的流型分布
• 3.1.3 放电间隙的流型分布
• 3.2 内喷雾流场仿真
• 3.2.1 放电间隙建模
• 3.2.2 雾滴的运动方程
• 3.2.3 放电间隙的流场分布
• 3.3 工艺试验的设备以及方案
• 3.3.1 试验装置
• 3.3.2 内喷雾电火花加工的试验过程
• 3.3.3 喷雾介质的选择试验
• 3.3.4 辅助超声振动加工
• 3.4 本章小结
• 第四章 侧向喷雾电火花工艺试验
• 4.1 侧向喷雾的流场仿真
• 4.1.1 流量分析
• 4.1.2 喷口的流型分布
• 4.2 FLUENT 建模
• 4.2.1 FLUENT 模型
• 4.2.2 放电间隙的流场分布
• 4.3 侧向喷雾工艺试验
• 4.3.1 探索性试验
• 4.3.2 油中的对比试验
• 4.3.3 辅助超声工作
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• EDM 加工NC 程序（附录1）
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文