水中电火花放电能量分配系数研究.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具)2o14年第2期水中电火花放电能量分配系数研究高杏恒，张发旺，顾琳，赵万生(上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：采用实验与仿真相结合的方法，通过设计不同的峰值电流及脉宽等加工参数，对水中电火花加工的能量分配系数及电蚀坑形貌的形成进行了研究。基于COMSOLMULTIPHSICS仿真软件建立固体一流体传热耦合模型。通过试验得到不同峰值电流及脉宽务件下的电蚀坑半径，结合最小二乘法拟合电蚀坑半径与脉宽、电流之间的关系。利用拟合公式和所建模型，在不同加工参数下得到不同能量分配系数对应的电蚀坑尺寸。通过与试

2、验测量结果进行比对得到水中电火花放电的能量分配系数，并验证所建模型的正确性。关键词：水中电火花放电；能量分配系数；固体一流体传热耦合模型中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2014)02—000l一04ResearchonEnergyDistributionCoefficientofElectro--dischargeinWaterGaoRuiheng，ZhangFawang，GuLin，ZhaoWansheng(ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Bytheme

3、thodcombinedexperimentandsimulation，designingdifferentpeakcurrentsandpulsedurations，energydistributioncoeficientofEDMinwaterandtheformationofelectro—dischargecratermorphologyarestudied．BasedonCOMSOLMULTIPHSICSsimulationsoftware，asolid——fluidcouplingheattransfermodelisestablished．Underthe

4、experimentwithdifferentpeakcurrentsandpulsedurations，electro-dischargecraterradiusareobtained，andtherelationshipofelectro——dischargecraterradiusbetweenpulsedurationandcurrentarefitted．Usingfittedformulaandestablishedmodel，theelectro-dischargecraterradiuscorespondedwiththedifferentenergyd

5、istributioncoeficientsunderdifferentparametersarecalculated．Comparingmeasuringvaluesandcalculatedones，theenergydistributioncoeficientsofelectro-dischargeinwaterareoblained，andthemodeliSverified．Keywords：electro-dischargeinwater；energydistributioncoeficient；solid-fluidcouplingheattransfer

6、mod1电火花加工是以热能蚀除材料的一种特种加面质量的直接原因。而材料去除率和加工表面质量工方法，属于非接触式加工，具有许多传统切削加是影响电蚀坑形貌的主要因素，因此，分析电火花工无法比拟的优点(如加工能力与材料硬度无关、加工的能量分配系数，不但能预测材料去除率和加无宏观加工效力)，在模具、航空、宇航、电子、精密工表面质量，而且能进一步验证电蚀坑尺寸与热能机械、仪器仪表、汽车等行业得到广泛的应用，在制之间的关系，并能得到等离子体半径的最高温度。造复杂形状的工件方面具有独特的优势。在电火花近年来，国内外学者对工作液中电火花放电加加工过程中，由于放电能量通常分配消耗在工具电

7、工的能量分配系数及放电机理等方面进行了研究。极、加工工件及工作电介质周围，所以分配到工具夏恒等[1]通过测量放电加工形成的电蚀坑体积与电电极和工件表面的能量是去除材料和影响工件表极材料温升，并结合有限差分理论计算，得到油基工作液中铜铜电极对正负极能量分配系数分别约收稿日期：2013—10—30基金项目：国家自然科学基金资助项目(51175337)0．45和0．25：但其研究对于测量温度的设备精度要第一作者简介：高睿恒，男，1988年生，硕士研究生。求极高，且如果在加工过程中对工具电极有摇动或一1一《电JJni与模具)2014年第2期设计·