微细电火花加工的材料蚀除特性及极性效应研究

作     者：刘庆玉 王亚青 沙瑞 姜芙林 王侃 

作者机构：山东大学机电与信息工程学院 青岛理工大学机械与汽车工程学院工业流体节能与污染控制教育部重点实验室 

出 版 物：《昆明理工大学学报(自然科学版)》 (Journal of Kunming University of Science and Technology(Natural Science))

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52005298) 山东省自然科学基金项目(ZR2022ME081) 工业流体节能与污染控制教育部重点实验室开放基金项目(2022-JXGCKFKT-YB-07) 

主　　题：微细电火花加工 单脉冲放电 极性效应 带电粒子 

摘      要：为了进一步研究微细电火花加工的材料蚀除特性，对放电点处的热传导和材料蚀除过程进行了多物理场耦合仿真研究，并开展了微细电火花单脉冲放电实验进行验证。根据放电等离子体通道内部电子和离子的运动特性，对微细电火花加工中的极性效应进行了分析。结果发现，通过引入Marangoni对流模块可形成放电凹坑的边缘突起，仿真出的放电凹坑形貌和实测的放电凹坑形貌一致；微细电火花加工短脉冲放电时的能量利用率比较高，能量利用率随着放电持续时间的增加而逐渐降低；通过引入实际的放电条件对仿真模型修正，对放电凹坑半径的仿真精度可提高至7%以内；放电通道中电子的加速度和速度非常高，相同时间内电子轰击正极电极表面的次数是正离子轰击负极电极表面次数的40倍以上，所以正极的材料去除量明显高于负极，微细电火花加工表现出显著的极性效应。