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气中微细电火花沉积仿真与机理研究

尚歌  
【摘要】: 气中微细电火花沉积加工作为电火花加工领域的一种新方法,是传统加工方法的一大突破。它不仅可以对有缺陷的工件进行生长或修正加工,还可以加工出具有凹面特征和凸面特征的三维微细结构,这对整个电火花加工技术和微细加工领域的发展进步有着重要的意义。然而由于气中微细电火花沉积加工过程的复杂性,传统理论已经难以准确地解释加工过程中的一些现象。这就需要我们对其加工理论进行进一步探索,找出其内在规律,完善其理论。这不仅对促进气中微细电火花沉积加工理论本身有着重要的意义,也必将推动其加工工艺的发展和进步。 首先,以传统电火花加工理论为基础,从电火花加工中影响材料放电蚀除的主要因素入手,分析总结了气中微细电火花沉积加工的实现条件。通过试验和理论分析,对气中微细电火花沉积加工的结合机理进行研究。 然后,通过选取合适的热源模型、热边界条件和放电通道半径等,建立气中微细电火花沉积加工的热传导模型。利用ANSYS有限元分析系统对单脉冲条件下的工具电极和工件的瞬态温度场进行数值模拟,预测适合气中微细电火花沉积加工的工艺参数选择范围,并设计试验来验证该模型对预测工艺参数是否适用。 最后,提出并建立了气中微细电火花沉积连续加工过程温度场的计算模型。利用ANSYS有限元分析系统,对该模型进行计算,得到了连续加工过程的温度场,分析模拟结果,从而揭示加工过程温度的变化规律和特性。在此基础上,以各点的温度作为载荷,施加到工件和沉积物上,计算连续加工过程产生的瞬态热应力,分析应力场的变化和分布情况,为减少热应力和避免裂纹提供指导。


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