单脉冲放电移动放电点温度场研究.pdf

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1、《电加工与模具~2o15年第3期设计·研究单脉冲放电移动放电点温度场研究彭威震，郭常宁，雍耀维(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：针对电火花放电时中心点移动的问题，通过将热源限定在一定的区域内，随机生成中心点，基于ANSYS建立了移动热源的有限元模型。分析了单脉冲放电过程中温度场在工件表面的分布及几何模型中心点温度随时间的变化规律。利用现有机床进行了单脉冲放电实验，比较了不同电流和脉冲参数下实验与仿真得到的放电坑半径，发现模型有着很好的预测精度，且仿真得到的加工趋势与实际加工相符合。关键词：电火花加工；放电

2、点移动；温度场；单脉冲放电中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2015)03—0008—04StudyonTemperatureDistributionforSinglePulseDischargewithMovingCenterofPlasmaPengWeizhen，GuoChangning，YongYaowei(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Forthe

3、movingcenterofplasmaproducedbyelectricaldischargemachining(EDM)，bylimitingtheheatsourcetoacertainregionandgeneratingdischargecentersrandomly，afiniteelementmodelisestablishedbasedonANSYS．Thetemperaturedistributiononsurfaceduringdischargeandthetemperaturecenterofgeomet

4、rysurfacevaryingwithtimewereanalyzed．SinglepulsedischargeexperimentswereconductedusingexistingEDMmachine．Theradiusofcraterwerecomparedbyexperimentandsimulationunderdifferentmachiningcurrentsandpulse-onduration．Itwasfoundthatthemodelhadgoodpredictedaccuracyandthesimul

5、atedtrendwasconsistentwiththeactualmachining．Keywords：EDM；movingcenter；temperaturedistribution；singlepulsedischarge作为最常用的非传统加工方式之一，电火花加在一次连续脉冲的放电中，各个时刻放电点的工以其非接触、宏观力小等特点，在热处理材料、微中心位置是不断变化的。Kunieda等[21通过实验观测细加工、陶瓷材料加工和现代复合材料加工等领域到单脉冲放电过程中放电点的移动，亓利伟[31和楼得到广泛应用。然而，电火花加工

6、理论研究的滞后乐明问利用放电通道波动性的观点解释了该现象，在很大程度上阻碍了电火花加工技术应用的进一并提出了放电通道位形的概念。现有的材料去除模步发展。关于材料的去除机理，现在一般认为在脉型均假设放电点中心不移动，没有考虑放电通道震冲放电时间较长时，熔化、气化是材料去除的主要荡使放电点中心移动引起热源在空间分布上的变形式。针对放电通道中等离子体的扩张及引起的温化，进而对温度场分布产生影响。为此，本文在建立度场变化，很多学者做了深入研究。热源也由原来单脉冲放电热源时考虑了放电点中心移动，利用有的简化热源到考虑通道扩张，以各种经验公

7、式为等限元软件进行了数值模拟，并选定了几组电流和脉效输入的热源半径，随半径变化而引起的热流密度宽进行了单脉冲放电实验，验证本文所提模型的有的变化、相变，且考虑到材料在不同温度下不同的效性。热物性【。1放电通道的扩张与放电点移动在放电过程中，放电通道是由数目大致相等的收稿日期：2015一O1—26第一作者简介：彭威震，男，1990年生，硕士研究生。电子和正离子组成，对外呈电中性。等离子体中间一8一设计·研究《电加工与模具))2015年第3期的等离子体半径小，热流密度大，材料的气化是材将仿真得到的放电坑半径与实验得到的放电料去除的主

8、要形式，这符合短脉冲加工时的材料去坑半径之比定义为模型的精度。由图6可看出，在除规律；随着放电的继续，中心处的温度降低，且由选定的电流和脉宽参数下，模型在大部分情况下拥于放电点的移动，中心温度会有一定的波动，此时，有70％以上的精度，最差的情况下也有65％的精熔