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论流体力学数控电解加工流场数值模拟与阴极设计

收藏本文 2024-01-22 点赞:22405 浏览:97403 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:数控展成电解加工是利用简单形状的阴极在数控系统制约下阴极相对工件运动的新型电解加工技术,它既具有数控加工的柔性,又具有电解加工的优点。目前,如何高效、低成本设计工具阴极是电解加工的主要难题之一。设计阴极要保证加工历程中的流场均匀分布,无缺液区。当流场设计有着严重缺陷时,加工历程会产生火花、短路等故障。阴极流场设计是一个反复论证、试验的历程,只有非常可靠,才能用于实际零件的加工。为减少阴极设计成本,缩短阴极设计时间,本论文将计算流体力学软件运用于数控展成电解加工阴极的内部及加工间隙二维和三维流场探讨,对流场进行较精确的仿真浅析,用以指导阴极的设计。论文针对数控电解加工用的球形阴极设计展开探讨,首先根据加工要求设计了一种阴极,并对此案例阴极进行二维流场仿真,根据速度云图浅析阴极内部及加工间隙间电解液流动情况对阴极进行改善设计,提出三种改善案例,利用FLUENT对四种案例阴极进行三维流场仿真,验证二维仿真的准确度,并通过转变初始条件探讨电解加工的流场特性。利用四种案例阴极在相同参数下进行正交试验,通过正交试验结果浅析,验证流场仿真准确性。在正交试验的基础上,通过选择合适的阴极结构及加工参数,成功实现了对叶片型面的加工。关键词:数控电解论文球形阴极论文计算流体力学论文流场论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-9

    第一章 绪论9-20

    1.1 电解加工概述9-10

    1.1.1 传统电解加工原理及特点9

    1.1.2 数控电解加工原理及特点9-10

    1.2 电解加工运用10-12

    1.3 数控电解加工阴极探讨12-15

    1.4 计算流体动力学软件概述15-18

    1.4.1 计算流体动力学软件介绍15-17

    1.4.1.1 GAMBIT软件介绍16

    1.4.1.2 FLUENT软件介绍16-17

    1.4.2 计算流体动力学软件特点17

    1.4.3 计算流体动力学软件进展17-18

    1.5 本论文探讨目的及内容安排18-20

    1.5.1 探讨目的18-19

    1.5.2 内容安排19-20

    第二章 电解加工试验装置概述及阴极设计20-28

    2.1 试验装置概述20-25

    2.1.1 电解加工电源21

    2.1.2 电解液系统21-22

    2.1.2.1 电解液泵22

    2.1.2.2 电解液槽22

    2.1.2.3 温控系统22

    2.1.3 试验装置机械本体22-23

    2.1.4 制约系统23-25

    2.1.4.1 制约系统硬件24

    2.1.4.2 制约系统软件24-25

    2.2 阴极设计25-27

    2.2.1 阴极设计概述25

    2.2.2 阴极设计原则25-26

    2.2.3 阴极设计案例26-27

    2.3 本章小结27-28

    第三章 流场二维仿真及改善设计28-37

    3.1 仿真策略及步骤28-29

    3.2 流场的数学模型29-30

    3.3 仿真历程30-33

    3.4 阴极结构改善33-36

    3.4.1 改善后的阴极结构33-34

    3.4.2 改善后阴极的流场仿真34-36

    3.5 本章总结36-37

    第四章 三维流场特性探讨37-46

    4.1 四种案例阴极的三维流场仿真37-41

    4.1.1 流场建模37-38

    4.1.2 计算历程38-40

    4.1.3 结果浅析40-41

    4.2 转变初始条件的流场特性浅析41-43

    4.2.1 不同加工间隙的流场浅析42-43

    4.2.2 不同入液口速度下的流场浅析43

    4.3 旋转阴极流场浅析43-45

    4.3.1 RNG k-ε模型介绍43-44

    4.3.2 旋转阴极流场结果浅析44-45

    4.3.3 加工实物比较45

    4.4 本章小结45-46

    第五章 电解加工工艺试验探讨46-56

    5.1 试验设计46-48

    5.1.1 工艺参数的选择46

    5.1.2 电解液及工件材料选择46-47

    5.1.3 正交试验设计47-48

    5.2 正交试验结果48-50

    5.3 正交试验结果浅析50-53

    5.4 叶片型面加工53-55

    5.5 本章小结55-56

    第六章 总结与展望56-57

    6.1 总结56

    6.2 展望56-57

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