基于ANSYS的超声电火花加工温度场分析.pdf

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第7期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．07．026基于ANSYS的超声电火花加工温度场分析车江涛，祝锡晶，王建青，孔文军(中北大学山西省先进制造技术重点实验室，山西太原030051)摘要：建立了超声振动辅助电火花复合加工的物理模型，运用ANSYS软件对45号钢进行温度场模拟分析。分析得出功率密度、峰值电流和脉宽对凹坑形貌的影响规律。并通过试验采集数据，运用Matlab绘制图像分析验证，

2、发现与理论结果基本保持一致。关键词：超声电火花；温度场；ANSYS；模拟仿真中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)7—096—3TemperatureFieldAnalysisBasedonANSYSinUEDMCHEJiangtao，ZHUX~ing，WANGJianqing，KONGWenjun(KeyLaboratoryforAMTofShanxi，NorthUniversityofChina，TaiyuanShanxi030051，China)Abstract：Thephysicalm

3、odeloftheultrasonicvibrationassistedelectricdischargemachine(EDM)compoundmachiningofworkwasestablished，andbyusingfiniteelementsoftwareANSYS，thetemperaturefieldsimulationanalysiswascarriedoutonthe45stee1．Therulesofinfluenceonpitappearancewereanalyzedandobtainedbythepow

4、erdensity，peakcurrentandpulsewidth．Throughthetestcollecteddata，bytheverificationofMatlabsoftwaretorendertheimageanalysis，itisfoundthatthetheoryresultsarebasicallyinconsistent．Keywords：UEDM；Temperaturefield；ANSYS；Analogsimulation超声电火花加工是一种在普通电火花加工的基础得：上附加超声振动的一种微加工方法，特

5、点是加工效率c(T)p(T)=高、成形表面质量好，因此在难加工材料和复杂型腔领域得到应用。Ac)(+÷++害+Qcr，，)普通电火花加工过程中，工件电极与工具电极原本是分开的，没有形成回路。主轴的轴向进给，使得1．2物理模型的建立工具与工件一步步靠近。当减小到一定距离后，工作图1为建立的超声电火花加工物理模型。随着两液会被击穿，形成放电通道，释放的能量使得工件表电极的靠近，超声带动煤油加工液的流动以及带来的面一部分材料被抛出，形成一个个小凹坑。。超声空化、泵吸和涡流作用，在工作液介质分子的加速冲的空化作用会把形成的凹坑表面慢慢平整

6、，而超声的击以及工作液中气体爆炸的共同作用下，击穿介质，涡流作用会带动工作液流动，使释放的能量尽快传递形成一个呈高斯分布的放电通道。出去。而放电点周围温度场的分布通过反映能量的分IL—————+_——一电火花主轴———r———卜———r配对加工表面起到一定的预测作用，也可以对电参数lj～⋯十h～～一⋯一⋯一⋯超声波装置L～⋯一一．．一一的选择具有一定的指导作用。Jit————————～工具电极1模型的建立}：：，：t：-：：-：，：：-：，·：：七rf=，：：：：：：=：：：：一煤油}：·：-：：，：[二二二二三三壬三兰兰÷工件电

7、极1．1数学模型的建立，：：．_—___斗一工作台电火花加工机床主轴的z方向上下运动决定了脉冲放电作用在工件表面的能量是一个动态过程：加图1超声电火花加工物理模型工时温度很高，然后一部分能量在工件内部传递，一1．3材料的热物理性能参数部分被带到工作液中，所以材料的物理属性也是一个对45号钢进行超声电火花加工，其热物理性能动态的变化。因此根据经典的Fourier热传导理论参数见表1。收稿日期：2013—03—18基金项目：国家自然科学基金项目(51275490)；太原市科技明星项目(120247—17)作者简介：车江涛(1987一)

8、，男，硕士研究生，研究方向为新型制造技术与设备。E—mail：ehejiang_852225943@qq．corn。·98·机床与液压第42卷实验过程中得到的数据保持一致。实验过程中随机因参考文献：素的影响导致曲线并不光滑。【1】王爱玲，祝锡晶，吴