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1、基于RC微能电源的微细电火花加工数值模拟和试验研究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、工作极性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
2、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ii南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTMicroEDM(electricdischa
3、rgemachining)isakindofspecialmachiningtechniqueformicromachining.Ithasthepivotalstatusinthedomainofmicromachineaswellasthemicrostructureprocessing.Micro-energyRCpulsegeneratorobtainsmassiveapplicationsinmicroEDMbecauseofitssimplicityandreliability.Toraisetheprocessi
4、ngscaleandtheefficiency,thisarticlehascarriedontherelatednumericalsimulationandexperimentalstudy,andhasmadesomeprogressinthefundamentalresearchaswellastheengineeringapplication.Maincontentofthisarticleisasfollows:1.Inviewofmicro-energyRCpulsegenerator,physicalmodelo
5、ftheelectricfieldintheinterelectrodehasbeenestablished.Usingthenumericalsimulationmethod,electricfielddistributioninfluencedbytheelectrodegeometryandthemachiningpolarlyhasbeendiscussed.Also,therelatedelectricfielddistributedruleofthemicroEDMhasbeengot.2.Accordingtoh
6、eattransfertheory,thethermalphysicalmodelofworkpiece’ssurfaceinmicroEDMhasbeenestablished,usingthenumericalsimulationmethod,consideringsomefactorsinfluencedalongwiththechangingoftemperaturesuchasthethermalnaturalparameter,theheatconvection,thelatentheatandsoon,thete
7、mperaturefielddistributionoftheworkpiece’ssurfacehasbeengrasped,anddistributedruleoftheinterelectrodetemperaturefieldinmicroEDMhasbeenobtained.3.Basingtheresearchfoundationabove,usingthemicroelectricchemicalmachiningtomanufacturecolumnartungstenelectrodeon-site,choo
8、singthereasonabletechnologicalparameter,microEDMexperimentshavebeencarriedon.Also,theinfluencetotheworkingaccuracyandtheefficiencycausedby
