微能放电物理模型与试验方法的建立

1、微能放电物理模型与试验方法的建立碱能放电加I一物理模型和试验方法的建立将直接决定微能涼电电蚀量数值模抓过程和试验9f%的鲁理性卑IE确性因此本章对傲能放电物理K型和试验方法的建也堆行T研%.2.1微能放电物理模型的建立现有的放电物理模型在微细放41过程申.当】作液被山那形成放电通道以石，通逍内的电流密度非常高.通道中的离了和电子在电场的作用下高速运动而发主剧烈碰撞产主大量的热量.此时带电粒了髙速运动轰击电极/ilM将I片的动能转化为热能*因此，沿旅电通道在敢电何顒内詹时形底牛山隘黒源.使电极农冊温度急剧上升.达到电槪材料的熔点甚至沸点以上'故电极衣面放电点处材料瞬时殳嵌熔化和气化匚同时

2、.徹电通道周围的工作液俞质也在高温作用下睨化、地仆怫.曲电过理发住在恨输的时间内.同此金属的熔化、气化议肚匚低液的气化、地仆怫郝11杠爆炸特性，止处这爆炸撩动力将熔融金属抛离皿电概农血从而达到讪除材料的目的.由于繳則放电加工对象尺寸僵在数十徽米以下甚至几牛微米"放电间隙和放电半径也都在微米级数，为了达到加工的尺寸精度和表面质量愛求，赢细放电加工还有一些重雯的特点如下：(1)放电面积很小"微细放电加工的电擾般在<!>5-l00pmT只对于一个力5pm的电极来说.放电面积还不到20岸mA在如此小的放点面积上面积上放电，使劑放电位置和时间相对集中.放电过秽不穩定.造底

3、微#1电火花加】：困难.(刃单牛脉冲放电能量小.为保证尺寸精度和衷制加工质負,单牛脉冲能:S的去除量应控制在0.10-0.01/«!内*啊此每个族电脉冲的能最一般在J0_6-10?J.甚至岂亿"说电间勰恨小.徴细淡电加工的放电间隙随加工条件的变化而变化.但是间隙從小，一般在数徹米剑数白微米Z间.放电间陳的铉疋件f按影响农術加工质量、加工11定性利加工娥率.(4) 徽细电械制备困难.目前已餐有相关微细电极的制|作厅法,但是制作出的电极-致性可能有雄异.(5) 排鸠困难.融细放电加工放电面积、放电通道及放电间隙郝很小.极蛉造战焕路*而U放电产物很难扌II出旅电通道以外.根据微细

4、放电加I：电根蚀除原理和电加I.特点根参拳倉在进行瞬!ft电火花放电电槻浊除机曼时山于枚电过穆的UtL常常翌进疔温度场仙戊亍面的硼究和试验验证.根据仿岚的需烫和实际加1:过程需奥建立温度场仿克物理険型.上海交通人学的高阳，刘林.郭常宁等人为了研丸电火花放电在不同吟优电流和脉冲宽度下放电凹坑深度和克径的变化规体，进行了温度场仿真物理模型的建立回.放电加工温度场物理模型如下图2.1.图2.1放电加工温度场物理求解模型广东丄业人学机电工程学院的黄土刚.郭钟宇等人为了研丸单脉冲电火花加工温度场仿真分析,根据电火花加工机理，考虔微细加工实际情况,将电火花放电工具尖电极简化为尖端具有一定尺寸的圆头或者钝台

5、.将放电通道简化为等截面的柱体，并将热辐射.松对流尊均考虑在模型内.建立如下物理模型I叫(,热对Q图2.2物理分析模吃1刊南京航空航天人学刘，忐东李健等人为研丸单晶硅放电加匸蚀除机理.进行了温度场仿真和试鲨研丸,在建立物理横型时.作出如下假设：半导体放电加工中,熔I材料完全摊出.并且不考應流体作用力、电磁流体动力以及放电过程中烏温产生的热应力对材料抛出的彫响及极间各种作用力的影响.放电通道半径半径不变，简化为等戡面的圆柱体.建立了单脉冲条件下电火花线切割放电物理模型冋.运丝方向图2.3单脉冲线切割放电物理模型（均清华人学与北京电加匸所的程刚，韩福柱.冯之敬，曹凤国等人在进行连续放电作用下电极丝的三维温度场瞬态热分析时.通过建立电火花线切割电极丝三维温度场仿直物理模型,樹到了电极线三维瞬态温度分布.对温度载荷作用下的电极丝强度进行了分析同所建放电物理模型如下图2.4所示.放电通道边界图2.4电极丝瞬态热分析物理模型等人在电火花线切割电极丝损耗三维热分析时，也建立了温度场仿成物理榄型.通过加鞍热流密度和对流热换系数,对电极丝放电凹坑的截面形貌进行了分析.并且得到了试验验证川所建物理模塑如下图2.5所示.图2.5物理模型）以上建立的电火花加工物理模型均是用于温度场仿真分析的，通过物理模型的建立，对放电过程进行了人量的温度场数值模拟分析，以此证明了有限元分析