高频窄脉冲电解加工叶片的多场耦合仿真研究.pdf

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1、研究论文高频窄脉冲电解加工叶片的多场耦合仿真研究术江伟，张晔，陈远龙，于富冬。叶海舰(合l巴_v-业大学机械与汽车工程学院，合肥230009)[摘要】为了提高加工效率和缩短工艺试验周期，利slCOMSOLMultiphysics软件，对叶片电解加工过程做多物理场耦合模拟。得出加工间隙内各参数的变化达到稳定状态TJs口5-，加工间隙内的电导率的变化维持在动态平衡，间隙内电解液的气体浓度、流体流动速度和电流密度分布均匀，有效改善了阳极材料加工表面质量。优选出合适的加工参数对实际加工工艺试验更具有参考性。关键词：电解加工；耦合场；动态平衡MultiphysicsNumericalSimulatio

2、nofHighFrequencyShortPulseElectrochemicalMachiningforBladeJIANGWei，ZHANGYe，CHENYuanlong，YUFudong，YEHaijian(CollegeofMechanicalandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009，China)【ABSTRACT】Inordertoimprovetheprocessingefficiencyandshortentheexperimentalperiod．Inthispaper,theCOM·SO

3、LMultiphysicssoftwareisusedtosimulatethecouplingofthephysicalfieldintheprocessofbladeelectrochemicalmachining，andthechangeoftheparametersinthemachininggapcanreachsteadystate．Thedistributionofthegascon—centration，thefluidflowandthecurrentdensityarestableandwell—distributed．It’Sgoodtoimprovethesurfac

4、equalityoftheanodematerial．Itisbettertoselecttheappropriateprocessingparametersfortheactualmachiningprocess．Keywords：Electrochemicalmachining；Multifieldcoupling；DynamicequilibriumDOI：10．16080／j．issnl671—833x．2016．18．069高频窄脉冲电解加工利用电解加工基本原理。外界提供的高频窄脉冲电流，在脉宽供给电流时，为加工间隙提供电场，阴极工具和阳极工件之间的加工间隙内发生复杂的电化学溶解反

5、应，伴有阳极材料的溶解蚀除以及阴极表面气泡的溢出，仅在极短的时间内，高频窄脉冲电流转为脉间，电场移除，电化学溶解反应立即停止⋯。流动的电解液将加工间隙内的溶解产物和析出的气泡迅速冲刷干净，保证加工间隙内迅速恢复到稳定状态。开始下一个脉冲周期的电解加工，工具阴极相对工件阳极的持续进给，确保加工间隙稳定，阳极工件材料被不断地溶解蚀除，直至将阳极工件；DI．72和阴极工具型面类似的形状成型12-410因此利用数值模拟陋】研究高频窄脉冲电解加工加工间隙内各工艺参数的变化，选取优越的工艺参数作为加工试验的参考，有着重要的工程实际意义16-71。本文基于传统的单一物理场电解加T基+基金项目：中央高校基本

6、科研业务费(合肥I：业大学春华计划项目资助项目编号(2013HGCH0004)；江苏省数字化电化学加工重点建设实验室(常州下学院)开放基金资助项目(KFJJ2004006)．础，提出多物理场耦合技术，进一步研究实际加工过程中电场、流场和电化学场之间的相互作用，为T程实际加丁提供合适的工艺参数。1理论背景1．1电解加工基础理论高频窄脉冲电流电解加工是周期性循环的溶解过程，阳极材料发生电化学溶解反应。与传统的直流电解加T截然不同，直流电解加]二外界提供的电流是稳定不变的j高频窄脉冲电流电解加T的意义在于电解加工反应是周期性循环电化学溶解反应畔】。脉冲电流电解加T原理图如1所示。1_2电解加工阳极

7、蚀除率分析电解加T以理论电化学溶解为基础ffJ-io]，反应过程中阳极材料溶解主要是离子转移：包括电极表面与溶液接触，在“电极／溶液”界面发生电子转移，电子转移进人流动的电解液中，发生稀物质传递反应，还有电解液内部电解质在外界电源的作用下，发生微观离子迁2016年第18期·航空制造技术69研究论文RESEARCH图1电解加工原理Fig．1Principleofelectrochemicalmachining移