基于流場分析的螺旋電極電解加工孔的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、孔的加工一直以來是制造業(yè)的加工難點。傳統(tǒng)的機械加工小孔包含鉆孔、沖孔和磨孔等,但是傳統(tǒng)加工在一些硬度較高的材料,如硬質(zhì)合金,磨具剛等方面顯得十分乏力,不僅是加工效率低下,在加工質(zhì)量上也很難保證。電解加工是上個世紀出現(xiàn)的新的加工技術(shù),是21世紀加工孔的重要技術(shù)之一。電解加工的本質(zhì)上是顆粒腐蝕的過程,從理論上說能加工任何導電的材料,同時由于以離子的形式去除材料,因此能夠保證加工質(zhì)量和加工精度。對于電解加工,國內(nèi)外都做了很多的研究,其研究領(lǐng)域

2、也不同,有的是加工電壓的大小,有的是電解液的濃度等等,而從鮮有從加工間隙內(nèi)電解液流場的角度為出發(fā)點研究電解顆粒的流向及運動情況。本文模擬分析過程為,首先建立電解加工的理論模型,然后將模型導入ICEM中劃分網(wǎng)格及邊界條件設(shè)置(這里只是名稱設(shè)置,后續(xù)參數(shù)在CFD前處理中進行),再將畫好的網(wǎng)格導入CFX中設(shè)置具體參數(shù)并且運行,運行結(jié)果在CFD-POST中處理,本文主要做了如下工作。
  分析了圓柱電極在不同轉(zhuǎn)動的情況下的側(cè)面流場和底部的

3、流場情況。通過對圓柱電極的模擬,分析了圓柱電極的底部和側(cè)面顆粒的運動情況,結(jié)果表明,電極轉(zhuǎn)動會使得電解顆粒向加工間隙內(nèi)流動,如果轉(zhuǎn)速越高顆粒流動的速度會越快,但是也發(fā)現(xiàn)如果轉(zhuǎn)速過高,會使得顆粒碰撞電極,且使顆粒堆積在底部從而影響加工效率。因此,只有在特定的轉(zhuǎn)速情況下才能夠最大的發(fā)揮電解加工效率。
  分析了螺旋電極在不同的轉(zhuǎn)速下的流場分析。通過仿真實驗得到螺旋電極確實使得加工效率增加,原因是螺旋電極的特殊外形,使得電解加工過程中流

4、場分布發(fā)生了改變,與此同時在Z向上產(chǎn)生了一個速度,從而加速了電解顆粒的運動,使顆粒能夠更好的逃離加工間隙。本文以顆粒為研究對象,分別分析了顆粒的壓強梯度和流量,從理論上講如果值越大將會越有利于電解加工。分析得到轉(zhuǎn)速越高壓強梯度和流量都會增加,但是同圓柱電極相同,轉(zhuǎn)速過高都會使得顆粒碰撞電解使得顆粒難以逃逸出去,且堆積在底部,因此影響加工效率。因此,螺旋電極提高了電解加工的效率,但只有特定的轉(zhuǎn)速才能夠有利于電解加工。
  雖然通過分

5、析得到了螺旋電極有利于電解加工,但是對于螺旋電極的參數(shù)還未討論,最后通過在特定的轉(zhuǎn)速條件下對螺旋電電極的四參數(shù)(螺距、底槽寬、槽深和螺旋角)進行正交實驗。通過三水平四因素正交實驗建立9組不同的電極,通過對壓強梯度和流量分析,得到:對于壓強分析,螺距和槽深越小,底槽越寬越壓強梯度越大,對于流量得到,螺距越小底槽越寬流量越大。從物理角度上分析得到,流量和壓強梯度越大將會帶走更多的電解顆粒,越有利于電解加工。因此,合適的減小螺距和適當?shù)脑黾拥?/p>

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