基于ABAQUS的煤油介质中电火花表面强化工艺参数的研究.pdf

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1、《电}Jura与模具}2011年第1期设计·研究基于ABAQUS的煤油介质中电火花表面强化工艺参数的研究宋夕超，张建华，董春杰(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径公式等，建立了煤油介质中电火花表面强化的热传导模型。在此基础上，利用ABAQUS有限元分析系统，模拟了煤油介质中电火花表面强化的单脉冲瞬态温度场，研究了电流增大对温度场的影响，并对单脉冲条件下的工具电极和工件在不同峰值电流下的温度场进行数值模拟，预测了电火花表面强化的X-艺参数。关键词：

2、电火花表面强化；温度场；工艺参数；ABAQUS中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2011)ol一0006—05ResearchontheProcessingParametersofEDCinKeroseneBasedonABAQUSSongXichao，ZhangJianhua，DongChunjie(ShandongUniversity，Jinan250061，China)Abstract：Byselectingproperheat—sourcemodelandtheth

3、ermalboundaryconditionanddiameterofdischargechanne1，aheatconductionmodelofEDMsurfacemodificationinKerosenewasbuilt，basedonwhichthetransientthermalfieldofsinglepulsewasanalyzed．Thethermalfieldoftoolelec—trodeandworkpiecewasanalyzedwithdifferentcurrentsunde

4、rsinglepulseandtheprocessingparame—terswerepredictedwithFEMmethodandABAQUSsoftware．Keywords：electricaldischargesurfacemodification；thermalfield；processingparameters；ABAOUS电火花表面强化工艺是利用高能量密度的脉冲特性研究较少。由于放电过程是一个相当复杂的微放电对工件表面进行强化处理，通过脉冲火花放电观和瞬态物理过程，放电时主要是以热能的形

5、式熔作用将电极材料熔渗进金属工件的表层，形成合金化、汽化工件和工具电极材料，具有温升快、温度高化的表面强化层，从而使工件的物理化学和力学性的特点，因此采用实验方法很难获得放电过程中温能得到改善⋯。电火花表面强化工艺具有可处理复度场的分布。本文利用有限元数值模拟方法对电火杂零件、硬化层硬度适当、生产成本低等诸多优花表面强化单脉冲瞬态温度场特性进行了仿真分点。工件经电火花表面强化后，强化层与基体材析，为进一步优化强化工艺提供理论依据和扩大该料的结合非常牢固，不会发生剥落，工件不会退火和工艺的应用领域提供条件。

6、变形。强化后微观形貌如图1所示。煤油中的电火花表面强化主要是通过Si工具电火花表面强化技术在强化机理、强化层的组电极在z轴方向进给，直接利用高密度电能量在金织结构、性能测试和设备研制等方面，已有较多的研属的表面进行强化。已知峰值电流和脉宽在单脉冲究成果，但对电火花强化过程中火花放电的温度场放电过程中影响着放电能量的大小，如何选择合适的峰值电流和脉宽，成为有效进行表面强化的关键。收稿日期：2010一l0—23本文通过建立热传导模型，利用ABAQUS有限元第一作者简介：宋夕超，男，1986年生，硕士研究生。分

7、析软件，对单脉冲条件下的工具和工件电极在不一6一《电加工与模具}2011年第1期设计·研究过优化分析后，得到的放电通道半径公式为：温度，即t=0时刻，取初始温度为25℃(298．13f1．5。。t。。t

8、：-l-=q(r)；第二种为图中2所示对流换(电火花放电过程是一个相当复杂的微观的和瞬热边界，即当z=0，r≥R(f)时，O：-l_=h(一态的物理过程。放电过程中能量主要是由电能转换(为热能、磁能、光能等。但在放电过程中释放的总能)；第三种为图中3所示恒温边界，这主要由于放量，主要是以热能的形式分成了三部分：放电通道中电点较小且此区域离放电点较远，可认为温度不消耗的能量、阳极表面上消耗的能量和阴极表面上变，即0=-1_=0消