基于ANSYS电火花磨削蜂窝环温度场仿真研究

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1、测试与仿真TESTINGANDSIMULATION*基于ANSYS电火花磨削蜂窝环温度场仿真研究StudyonTemperatureFieldSimulationofHoneycombRingbyEDMBasedonANSYS沈阳航空航天大学机电工程学院高霁孙瑶王頔[摘要]建立电火花磨削蜂窝环的单脉冲放电模窝状栅格将强大的气流切割分离为无数弱小涡流，对气型，利用ANSYS对电火花磨削蜂窝环时的温度场分布流形成交叉阻尼，从而达到阻止泄露的密封效果。蜂进行有限元模拟，得到在不同峰值电流和脉宽条件下，窝密封具有较好的封严特性和转子动力学特性，重量放

2、电点的温度场分布以及电参数与蚀除凹坑大小之间轻、耐热性好，能提高机组的效率和稳定性，同时降低能的关系。计算出蜂窝环放电凹坑的几何特征，与实际磨源消耗，因此广泛应用于国内外各种喷气或涡扇发动机[1-4]削条件下的表面粗糙度进行对比，并根据其加工特点进上。行修正，经修正后模拟的单脉冲放电凹坑几何特征可以由于蜂窝环壁薄、刚性差、材料韧而粘且蜂窝表面近似表征实际连续电火花磨削的表面粗糙度。利用有质量规定严格，要求蜂窝表面粗糙度Ra≤0.8~1.6μm，限元模拟电火花磨削蜂窝环的温度场分布规律是可行表面变质层厚度ε≤0.02mm且不能有裂纹、残留毛刺的

3、，且模拟过程精确、迅速。和热影响区。因此难以用常规机械方法加工，而电火花关键词：电火花磨削蜂窝环蚀除凹坑温度磨削是实现蜂窝环加工的重要方法之一。电火花磨削场有限元表面粗糙度是根据工具电极和工件之间的脉冲放电产生的电蚀现[ABSTRACT]Singlepulsedischargemodelof象，按照工艺要求，利用瞬时高温熔蚀工件表面材料，以EDMhoneycombringisestablished.Thetemperaturefield达到对零件尺寸和形状要求的非接触式加工，具有无变[5]ofEDMhoneycombringisanalyze

4、dbyANSYSsoftware,形、无加工毛刺和尺寸精度高的优势。电火花磨削加thetemperaturedistributionunderdifferentpeakcurrent工时狭窄的极间通道（0.01~0.07mm）内达到2000℃以andpulse-on,andtherelationbetweenelectricalparam-上的高温且放电持续时间短、放电通道扩展很快，这对etersanddepth,radiusofdischargecraterareobtained.任何传感器都无能为力，因此目前对其放电过程的研究[6]Geo

5、metricfeaturesofdischargecraterarecalculatedand仍处于探索阶段。有限元法为该问题的解决提供了contrastedwithactualsurfaceroughness.Simulationre-手段，采用ANSYS模拟极间放电后的温度场变化，在不sultsareamendedbasedonprocessingcharacteristicsof了解电火花磨削放电通道内确切情况下，也能实现对放singlepulsedischargecraterandcanapproximatelyreflect电过程的

6、模拟分析，从而对加工结果进行预测。theactualsurfaceroughnesswithcontinualgrindingpro-本文在利用ANSYS对电火花磨削蜂窝环进行单脉cess.Itisfeasibletoapplyfiniteelementmethodtore-冲放电后的温度场模拟，计算出单脉冲条件下蜂窝环的searchthetemperaturefielddistributedregularityofEDM放电凹坑几何特征，并与实际加工条件下的表面粗糙度honeycombring.进行对比，根据电火花磨削的特点对模拟的结果进行

7、修Keywords:EDMHoneycombringDischarge正。craterTemperaturefieldFiniteelementSurfaceroughness1 电火花磨削蜂窝环的试验设计本试验是在规格为φ1600mm某型数控电火花磨削蜂窝环是航空发动机重要的密封零件，由蜂窝带和专机上进行的。该磨床为6轴位置数控，EDM发电机密封环等构成。密封环一般为圆环形，材质为含Cr的与两极连接的导线数为2根。加工时，将蜂窝环固定在合金钢，其外圆与密封体相连，内圆与蜂窝带通过钎焊旋转工作台上，石墨圆棒状工具电极移入蜂窝环内弧面连接在一起

8、。蜂窝带由厚度仅为0.05~0.10mm的镍基加工，工件与工具电极相向旋转并保持恒定的放电间高温合金（GH3536）薄板在特殊模具成形设备上制成隙，进而沿径向完成对