基于流場分析的螺旋電極電解加工孔的研究.pdf

1、孔的加工一直以來是制造業(yè)的加工難點。傳統(tǒng)的機械加工小孔包含鉆孔、沖孔和磨孔等，但是傳統(tǒng)加工在一些硬度較高的材料，如硬質合金，磨具剛等方面顯得十分乏力，不僅是加工效率低下，在加工質量上也很難保證。電解加工是上個世紀出現(xiàn)的新的加工技術，是21世紀加工孔的重要技術之一。電解加工的本質上是顆粒腐蝕的過程，從理論上說能加工任何導電的材料，同時由于以離子的形式去除材料，因此能夠保證加工質量和加工精度。對于電解加工，國內外都做了很多的研究，其研究領域

2、也不同，有的是加工電壓的大小，有的是電解液的濃度等等，而從鮮有從加工間隙內電解液流場的角度為出發(fā)點研究電解顆粒的流向及運動情況。本文模擬分析過程為，首先建立電解加工的理論模型，然后將模型導入ICEM中劃分網格及邊界條件設置（這里只是名稱設置，后續(xù)參數在CFD前處理中進行），再將畫好的網格導入CFX中設置具體參數并且運行，運行結果在CFD-POST中處理，本文主要做了如下工作。
　　分析了圓柱電極在不同轉動的情況下的側面流場和底部的

3、流場情況。通過對圓柱電極的模擬，分析了圓柱電極的底部和側面顆粒的運動情況，結果表明，電極轉動會使得電解顆粒向加工間隙內流動，如果轉速越高顆粒流動的速度會越快，但是也發(fā)現(xiàn)如果轉速過高，會使得顆粒碰撞電極，且使顆粒堆積在底部從而影響加工效率。因此，只有在特定的轉速情況下才能夠最大的發(fā)揮電解加工效率。
　　分析了螺旋電極在不同的轉速下的流場分析。通過仿真實驗得到螺旋電極確實使得加工效率增加，原因是螺旋電極的特殊外形，使得電解加工過程中流

4、場分布發(fā)生了改變，與此同時在Z向上產生了一個速度，從而加速了電解顆粒的運動，使顆粒能夠更好的逃離加工間隙。本文以顆粒為研究對象，分別分析了顆粒的壓強梯度和流量，從理論上講如果值越大將會越有利于電解加工。分析得到轉速越高壓強梯度和流量都會增加，但是同圓柱電極相同，轉速過高都會使得顆粒碰撞電解使得顆粒難以逃逸出去，且堆積在底部，因此影響加工效率。因此，螺旋電極提高了電解加工的效率，但只有特定的轉速才能夠有利于電解加工。
　　雖然通過分

5、析得到了螺旋電極有利于電解加工，但是對于螺旋電極的參數還未討論，最后通過在特定的轉速條件下對螺旋電電極的四參數（螺距、底槽寬、槽深和螺旋角）進行正交實驗。通過三水平四因素正交實驗建立9組不同的電極，通過對壓強梯度和流量分析，得到：對于壓強分析，螺距和槽深越小，底槽越寬越壓強梯度越大，對于流量得到，螺距越小底槽越寬流量越大。從物理角度上分析得到，流量和壓強梯度越大將會帶走更多的電解顆粒，越有利于電解加工。因此，合適的減小螺距和適當的增加底