【正文】 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 表 11 沉積黃銅選用的工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 1 工藝參數(shù) 2 工藝參數(shù) 3 峰值電流 I/A 脈沖寬度 ti/μs 4 8 8 脈沖間隔 to/μs 30 120 120 使用這三組工藝參數(shù)進行加工，均有沉積物生成。通道中的介質(zhì)以等離子體狀態(tài)存在，其離子與電子的數(shù)量幾乎相等， 因此，該通道是電的良導(dǎo)體并呈電中性。所以在觀察微細電火花加工時，可以看到工件與工具 電極間有冒煙現(xiàn)象并聽到輕微的爆炸聲。能量密度足夠大，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，從而在被加工材料表面形成一個腐蝕痕（凹坑），實現(xiàn)微細電火花加工。該層黑膜可在一定程度上阻止正極表面的損耗，這對傳統(tǒng)的去除加工是十分有利的。在氣體介質(zhì)中加工時，則不存在炭黑膜的影響，對加工方式的選擇主要考慮極性效應(yīng)即可。 在使用工具的加工方法中 MEDM 具有以下的特點： （ 1）同其他加工法相比，由于 MEDM 的宏觀作用力極小 [15]，所以能加工細、薄的工件，不會因工具的彈性變形而使精度受到影響。 本章通過建立微細電火花加工的熱源模型，利用 MARC 軟件，對單脈沖條件下的工具電極和工件的溫度場進行模擬分析。圖31所示為模型的熱邊界條件。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 19 綜合上述各位學(xué)者的研究成果，本文仿真中電極材料為黃銅，工件材料為普通高速鋼， 在氣體介質(zhì)中 采用能量分配系數(shù)分別為 50%和 20%，在液體介 質(zhì)中 采用能量分配系數(shù)分別為 45%和 18%。 輸入數(shù)據(jù)可借助于 Mentat 界面生成，由用戶填卡也可生成。 （ 2） POINT FLUX， EDGE FLUX， FACE FLUX， VOLUME FLUX 定義施加在有限元各元素上的熱流強度。 .當(dāng)然，對沒定義初始溫度的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題，程序自動采用零初始溫度進行分析。 具體菜單界面如圖 39 所示。 用戶定義加載歷程時，可以依據(jù)分析的需要分別定義多組加載歷程，并逐個取名以備定 JOB 時選用。也就是對劃分的每個幾何意義上的單元都賦予相應(yīng)的適于特定分析的單元類型。研究表明材料的各項物理性能對溫度場的影響大小不同，熱導(dǎo)率對溫度場的影響較大 [27]。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 33 （ 2）工具黃銅接陰極，工件高速鋼接陽極。 建立了微細電火花加工熱源模型。航空精密制造術(shù)，1996， 32(2)． 16～ 20。 這對于分析微細電火花加工中工具電極和工件在不同極性、不同邊界條件下的溫度和能量分布有重要的作用，通過對溫度場模擬仿真，可以知道在不同加工條件下下更適合于什么加工，這無疑也讓我對微細電火花加工有了更深入 、更 直觀的理解。但是，在同一電極上，不同的電極材料所對應(yīng)的溫度場 溫度 不同，銅的 中心點 溫度場 的溫度 高于高速鋼的 中心點 溫度場 的溫度 。本論文建立的網(wǎng)格 模型如圖 315 所示。 （ 3） INITIAL LOADS：對 瞬態(tài)傳熱分析，選擇定義的非零初始溫度邊界選擇。 第兩種控制瞬態(tài)分析時間長短的技術(shù)是可選擇的。具體菜單界面如圖 38 所示。需定義參與輻射的單元邊或單元面，并指定無限遠處環(huán)境介質(zhì)溫度。溫度隨時間變化 的歷史可通過定義 table 來描述。連續(xù)體單元及梁、板、殼單元的面內(nèi)區(qū)域采青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 20 用高斯積分法， 而梁、板、殼單元厚度方向則采用任意奇數(shù)個點的 Simpson 積分法。 P． T． Eubank， M． R． Patel經(jīng)過試驗分析發(fā)現(xiàn)大概 26%的能量分配在放電的兩極 [23]。 由于放電時能量比較集中，放電面積很小，高斯分布曲線在無限遠處趨近于零，在放電通道中認為當(dāng) q(r) 時，可以忽略不計。相對于實驗來說，這種方法更省時 。為此，不得不采取一方面將電流值保持在一定的程度，另一方面則通過減小脈寬來實現(xiàn)微小能量的簡便放電方法。所以單純從帶電青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 粒子對電極蝕除的影響角度考慮，在微細電火花加工中應(yīng)采用工具電極接負極的正極性加工。工作液的氣化、膨脹部分的去除效果，會對熔化并 要轉(zhuǎn)移到工件表面的電極材料有很強的沖刷作用，這對去除加工十分有利。 兩電極之間必須充入介質(zhì)。 （ 2） 電極材料的融化，汽化熱膨脹。當(dāng)兩極間加上脈沖電壓時，由于工具電極與工件表面微觀不平，使極間電場分布不均勻。 圖 15 單脈沖瞬態(tài)溫度場 他們研究了 峰值電流為 ，工具電極放電中心的溫度隨時間變化曲線 ，并 用此曲線預(yù)測工藝參數(shù)劃分了范圍，并把圖 16陰影區(qū)域作為工藝參數(shù)的選擇區(qū)。即對檢測到的間隙放電狀態(tài)進行模糊推理，以識別加工是否高效、穩(wěn)定，由此確定下階段新的加工參數(shù)，來實現(xiàn)加工過程的最優(yōu)化。 結(jié)合我國微細電火花成形加工技術(shù)的實際情況， 比 如在電火花成形加工工藝技術(shù)方面，我們有不少能工巧匠，在長期的生產(chǎn)實踐中積累了豐富的工藝經(jīng)驗，加工出許多具有國際領(lǐng)先水平的工件。如果用 CNC 控制線電極的導(dǎo)向器位置，還能加工出帶有錐度﹑斜面及螺旋面等復(fù)雜形狀的凸形工件。另外，在實際應(yīng)用中，模擬微細電火花加工中工具電極和工件材料溫度場對于改進其加工方法，預(yù)測工藝參數(shù)，提高加工零件表面質(zhì)量等 方 面也具有很重要的意義。畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 機械 072 姓名 XX 下發(fā)日期 202236 題目 微細電火花加工中工具電極及加工材料蝕除溫度場仿真 專題 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 主要內(nèi)容：本次設(shè)計的課題是 微細電火花加工中工具電極及加工材料蝕除溫度場仿真 。 關(guān)鍵詞 :微細電火花加工；溫度場仿真；有限元； MARC 軟件 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 II Abstract MicroEDM is the electrical, magic, thermal, fluid dynamics, electrochemistry and other prehensive process, but its essence is the process of heat, heat played a decisive role in the microEDM process. Therefore, the study of the temperature variation in microEDM is very necessary. In the paper, by selecting the appropriate heat source model, I used MARC software to simulate tool electrode and workpiece temperature field in singlepulse conditions microEDM, furthermore, I analysed microEDM tool electrode and workpiece materials temperature variation, which helps me have a more indepth understanding of energy and heat transfer conditions in microEDM process, it also promote me the understanding of the mechanism of MEDM . In addition, in practical applications, the simulation of tools electrode and the workpiece material temperature field for microEDM can help improving processing methods, predicting process parameters and improving the surface quality,which also has very important significance. Key words:MicroEDM； Temperature Field Simulation； Finite element； MARC Software 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 III 目錄 摘要 ........................................................................................................................ I ABSTRACT ........................................................................................................ II 目錄 ..................................................................................................................... III 第 1 章 緒論 ....................................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 .................................................................................................. 1 微細電火花加工的研究現(xiàn)狀及成果 .............................................................................. 1 有限元法仿真在電火花加工中的應(yīng)用 .......................................................................... 5 課題的主要研究內(nèi)容 ...................................................................................................... 7 第 2 章 微細電火花加工的相關(guān)原理 .............................................................. 9 微細電火花加工的基本原理 .......................................................................................... 9 微細電火花加工的微觀過程 ........................................................................................ 10 微細電火花加工 的實現(xiàn)條件 ........................................................................................ 10 微細電火花加工的工作介質(zhì)選擇 ................................................................................ 11 微細電火花加工過程中的極性效應(yīng) ............................................................................ 12 微細電火花加工技術(shù)的特點 ........................................................................................ 13 本章小結(jié) ........................................................................................................................ 14 第 3 章 單脈沖條件下微細電火花加工的溫度場仿真分 析 ........................ 15 微細電火花加工溫度場分析 ........................................................................................ 15 溫度場仿真軟件 ............................................................................................................ 19 單脈沖溫度場的數(shù)值模擬 ....................