微细电火花加工数值模拟毕业论文.doc

南昌航空大学科技学院学士学位论文微细电火花加工数值模拟NumericalsimulationofmicroEDM南昌航空大学科技学院学士学位论文II摘要:微细电火花加工是一种微细特种加工工艺方法，在微机械以及微细结构加工领域具有举足轻重的地位。由于RC微能电源简单可靠，在微细电火花加工中得到了大量的应用。为了深入对微细电火花加工机理的认识，进一步提高微细电火花加工能力和效率，本文进行了相关的数值模拟和试验研究，在理论研究上和工程应用上取得了一些结论。本文主要研究内容如下：1针对RC微能电源，建立了极间电场物理模型，采用数值模拟方法，探讨了电极形状、加工间隙等对电场分布的影响，掌握了相关的电场分布规律。2根据传热学理论，建立了微细电火花加工工件表面的热物理模型，采用数值模拟方法，考虑热物性参数、对流换热、相变潜热等随温度变化的影响因素，掌握了工件表面温度场分布，得出了微细电火花加工极间温度场的分布规律。3在上述研究基础上，采用微细电解方法在线制作柱状钨电极，合理选择工艺参数，进行了微细电火花加工试验，并分析了电参数对加工尺度和效率的影响，获得了三组应用于不同加工场合下优化的电参数。关键词：微细电火花加工，加工能力，效率，数值模拟，电场，温度场，电参数指导老师签名：南昌航空大学科技学院学士学位论文IIIABSTRACT:MicroEDM(electricdischargemachining)isakindofspecialmachiningtechniqueformicromachining.Ithasthepivotalstatusinthedomainofmicromachineaswellasthemicrostructureprocessing.Toraisetheprocessingscaleandtheefficiency,thisarticlehascarriedontherelatednumericalsimulationandexperimentalstudy,andhasmadesomeprogressinthefundamentalresearchaswellastheengineeringapplication.Maincontentofthisarticleisasfollows:1.Usingthenumericalsimulationmethod,electricfielddistributioninfluencedbytheelectrodegeometryandthemachiningpolarlyhasbeendiscussed.Also,therelatedelectricfielddistributedruleofthemicroEDMhasbeengot.2.Accordingtoheattransfertheory,thethermalphysicalmodelofworkpiecessurfaceinmicroEDMhasbeenestablished,usingthenumericalsimulationmethod,consideringsomefactorsinfluencedalongwiththechangingoftemperaturesuchasthethermalnaturalparameter,theheatconvection,thelatentheatandsoon,thetemperaturefielddistributionoftheworkpiecessurfacehasbeengrasped,anddistributedruleoftheinterelectrodetemperaturefieldinmicroEDMhasbeenobtained.3.Basingtheresearchfoundationabove,usingthemicroelectricchemicalmachiningtomanufacturecolumnartungstenelectrodeon-site,choosingthereasonabletechnologicalparameter,microEDMexperimentshavebeencarriedon.Also,theinfluencetotheworkingaccuracyandtheefficiencycausedbyelectricalparameterhasbeenanalyzed.Whatsmore,threegroupsoptimizedelectricalparameterhavebeenobtainedtoapplyinthedifferentmanufacturingplaces.Keywords:MicroEDM,Processingcapacity,Efficiency,Numericalsimulation,Electricfield,Temperaturefield,Electricalparameter南昌航空大学科技学院学士学位论文IV目录第一章绪论.11.1引言.11.2数值模拟在电火花蚀除机理研究中的现状.21.3微细电火花加工的现状和发展.51.3.1微细电火花微能电源的介绍.51.3.2微细电火花加工的研究现状和发展.61.4课题背景意义.91.5本文主要内容及章节安排.10第二章微细电火花加工数值模拟.122.1基于微能电源电火花加工极间电场分析.122.1.1概述及物理模型.122.1.2电火花电场数学模型.132.1.3电火花电场的求解.142.1.4ANSYS电场的仿真.162.1.5影响电场分布因素的探究.202.2放电状态下的极间的物理过程.222.2.1温度场模型的建立.222.2.2温度场模型的求解.242.2.3温度场的仿真.272.3本章小结.32第三章微细电火花加工试验研究.333.1试验设备微细电火花机床介绍.333.2试验电极的制作.343.3常用材料性质.35