低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场研究.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具~2015年第2期低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场研究王海蛟，孔德政，张敏，张勤河(山东大学机械工程学院／山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室，山东济南250061)摘要：通过仿真分析与实验验证相结合的方法，对低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场进行了研究。利用Fluent有限元软件对低频振动辅助电火花铣削加工间隙流场进行了仿真分析，得到冲液压力、工具电极转速、振动频率对流场内压力、速度、蚀除颗粒分布规律的影响，并通过实验得到验证，同时得到其对加工效果的影响规律。关键词：间隙流场；仿真分析；振动辅助；电火花铣削．中图

2、分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2015)02-0013—04ResearchontheGapFlowFieldofLowFrequencyVibrationAssistedEDMMillingProcessWangHaijiao，KongDezheng，ZhangMin，ZhangQinhe(KeyLaboratoryofHighEfficiencyandCleanMechanicalManufacture(MinistryofEducation)，ShandongUniversity，Jinan250061，C

3、hina)Abstract：Thesimulationanalysisandexperimentalvalidationmethodsareadoptedtomaketheresearches0nthegapflowfieldoflow~equencyvibrationassistedEDMmachiningprocess．Theimpactsofflushingpressure，rotationspeedoftheelectrodeandthe~equencyofvibrationonthegapflowfieldpressure，veloc

4、ity，distributionofmoltenparticleshavebeenfoundbysimulationanalysisusingthefiniteelementsoftwareFluentandvalidatedbyexperimentalresults．Effectsofflushingpressure，rotationspeedoftheelectrodeandthefrequencyofvibrationOilmachiningeffectsarealsoobtained．Keywords：gapflowfield；simu

5、lationanalysis；vibrationassisted；EDMmillingprocess随着对电火花加工的研究越来越深入，如何提进行了大量研究，结果显示，半精加工中的流体动高其加工效率、改善表面粗糙度等备受关注。研究力可达100N[31；当电极跳动速度较低时，电火花加表明，在电火花加工中引入工具电极的超声振动，工产物会在侧面间隙堆积，引起短路、拉弧和二次可改善加工间隙中蚀除产物的分布、促进其排出，放电；间隙流场内的压力梯度、速度梯度随加工间并可减少短路和电弧放电，提高材料去除率【”。除超隙、电极转速和冲液压力的增大而增大，可促进蚀声

6、振动外，采用低频振动也可起到改善放电条件、除产物的排出圈。本文主要研究低频振动对电火花提高加工效率及降低加工表面粗糙度值的作用。加工间隙流场的影响及间隙流场内各参数的分布Mahardika等圜利用PZT对工具电极施加轴向振动规律。(振动频率1kHz、振幅1．5m)，使加工效率提高了1实验设备及方法66．48％。1．1实验设备此外，在电火花加工中采用不同的冲液方式，实验用数控机床是在超声振动辅助复合电火利用流体的冲击作用，也可促进蚀除产物的排出，花加工机床的基础上改造而成的(图1)。机床的、提高加工效率。国内外学者对电火花加工间隙流场y、Z轴行程

7、为250mm~250mmx300mm，X、Y、Z轴的定位精度均达1m。机床电源使用DHX31500／收稿日期：2014—12—11基金项目：国家自然科学基金资．助项目(51375274)28F短电弧切削电源，电压在0~30V可调，脉冲周第一作者简介：王海蛟，男，1990年生，硕士研究生。期为4ms，占空比为0．75。一】3一《电加模具)2015年第2期设计·研究7／／／／．‘：图1振动辅助电火化铣削JJu．[机床1．工件表图2．L作液人口3．电极表面4．：【=-作液出155．加工间隙图2是加工示意图。气动式振动工作台由气动图3间隙流场几何模型示

8、意图装置、振动装置和夹具等组成。其中，工作气压为为便于分析，对研究区域内的流体作如下假0．6MPa，振动频率为0-500Hz，振幅为0．6mm。采设：