【正文】 們的材料熱物性參數(shù)隨溫度變化曲線如圖316 所示。a) 導熱系數(shù)隨溫度變化曲線b) 比熱容隨溫度變化曲線c) 密度隨溫度變化曲線圖 316 普通高速鋼及黃銅的熱物性參數(shù)隨溫度變化曲線 模擬結(jié)果分析通過模擬得到微細電火花加工的工具電極和工件的單脈沖溫度場如圖所示，其中工具電極為黃銅，工件為普通高速鋼。選取參數(shù)為：脈沖電壓 25V ；峰值電流 ；脈寬 8μm ；脈間 120μm 。在空氣介質(zhì)中的溫度場模擬（1）工具黃銅接陽極，工件高速鋼接陰極。溫度場如圖317和圖318。圖 317 工具電極黃銅溫度場圖 318 工件高速鋼溫度場在空氣介質(zhì)中，由工具銅接陽極，工件高速鋼接陰極的溫度場模擬結(jié)果可知，接陽極的工具電極的中心點溫度場的溫度高于接陰極的工件的中心點溫度場的溫度。（2）工具黃銅接陰極，工件高速鋼接陽極。溫度場如圖319和圖320。圖 319 工具電極黃銅溫度場圖 320 工件高速鋼溫度場在空氣介質(zhì)中，由工具電極銅接陰極，工件高速鋼接陽極的溫度場模擬結(jié)果可知，接陽極的工件的中心點溫度場的溫度高于接陰極的工具電極的中心點溫度場的溫度。對比空氣中對換極性的工具電極和工件的溫度場變化，可以看出，微細電火花加工中陽極的溫度場溫度總是高于陰極的溫度場溫度。但是，在同一電極上，不同的電極材料所對應的溫度場溫度不同，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。在液體介質(zhì)中的溫度場模擬（1）工具黃銅接陽極，工件高速鋼接陰極。溫度場如圖321和圖322。圖 321 工具電極黃銅溫度場圖 322 工件高速鋼溫度場在煤油介質(zhì)中，由工具電極銅接陽極，工件高速鋼接陰極的溫度場模擬結(jié)果可知，接陽極的工具電極的中心點溫度場的溫度高于接陰極的工件的中心點溫度場的溫度。（2）工具黃銅接陰極，工件高速鋼接陽極。溫度場如圖323和圖324。圖 323 工具電極黃銅溫度場圖 324 工件高速鋼溫度場在煤油介質(zhì)中，由工具電極銅接陰極，工件高速鋼接陽極的溫度場模擬結(jié)果可知，接陽極的工件的中心點溫度場的溫度高于接陰極的工具電極的中心點溫度場的溫度。對比煤油中對換極性的工具電極和工件的溫度場變化，可以看出，微細電火花加工中陽極的溫度場溫度總是高于陰極的溫度場溫度。但是，在同一電極上，不同的電極材料所對應的溫度場梯度不同，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。通過對微細電火花加工過程中工具電極和工件蝕除溫度場進行模擬，可以得出微細電火花加工中電極溫度場的以下規(guī)律特點：（1）陽極的溫度場溫度高于陰極的溫度場的溫度，即陽極獲得的能量高于陰極獲得的能量。在微細電火花加工中存在的這種極性效應可以作為選擇微細電火花加工方式的重要依據(jù)之一。（2）不同材料作為電極所模擬的溫度場變化不相同，在相同條件下，其中銅電極的溫度場溫度高于高速鋼電極的溫度場溫度。從熱導率方面考慮，銅的熱導率高于高速鋼的熱導率，所以我推斷，熱導率高的材料作為電極，在相同的條件下，其模擬的溫度場的溫度越高。（3）和在液體介質(zhì)中相比，在氣體介質(zhì)中進行微細電火花加工時，電極材料獲得的能量更高，相應模擬的的電極的溫度場的溫度也更高。 本章小結(jié)本章通過選取合適的熱邊界條件和放電通道半徑等，建立了微細電火花加工的熱源模型，并通過 MARC 軟件，模擬了單脈沖條件下微細電火花加工中工具電極和工件的溫度場變化規(guī)律。在本章中，我分別在氣體介質(zhì)中和液體介質(zhì)中模擬了工具電極和工件的溫度場，并且在每種加工方法中，都對互換極性的情況進行了模擬。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。結(jié)論微細電火花加工方法的出現(xiàn)，對整個電火花加工技術(shù)和微型機械制造領(lǐng)域的進步有著重要的意義。溫度場模擬對于分析微細電火花加工放電過程中微觀的物理本質(zhì)可以更直觀的，更容易的理解其機理。因此，本文通過理論分析軟件仿真技術(shù)，對微細電火花加工的過程中的電極進行了溫度模擬，主要工作及結(jié)論如下：以傳統(tǒng)電火花加工理論為基礎，理解了微細電火花加工的基本原理，技術(shù)特點和應用領(lǐng)域。建立了微細電火花加工熱源模型。為了便于分析和建模，模型中認為放電通道半徑是等徑的，考慮了材料物性參數(shù)隨溫度的變化，應用了有限元方法對單脈沖條件下的工具電極和工件的溫度場進行數(shù)值模擬。根據(jù)對模擬的結(jié)果進行比較，同時也驗證了電極間能量分配不均的現(xiàn)象，通過對比結(jié)果可知，在陽極上的能量分布多于陰極的，所以即使是同種材料，同種加工條件和邊界條件下，在陽極上的溫度梯度要高于陰極上的溫度梯度，即陽極能量分配高于陰極的能量分配。因為陽極能量分配高，所以在加工時對陽極的蝕除也就相對較大，所以，若是把加工工件放在陽極上是進行去除加工的必要條件之一，相反，把加工工件放在陰極上也是進行沉積加工的必要條件之一。通過模擬可以得知在不同峰值電流條件下工具電極和工件中心溫度的變化規(guī)律，可以用來預測微細電火花加工的工藝參數(shù)范圍。這對于選取合適的工藝參數(shù)，提高加工速度和加工質(zhì)量有著重要的作用。參考文獻[1] 趙偉，任延華，任中根等，電火花放電通道中帶電粒子運動規(guī)律的研究 [J]。機械科學與技術(shù)，2022，20(5)：762—763。[2] 李勇，王顯軍，郭曼等，微細電火花加工關(guān)鍵技術(shù)研究[J]。清華大學學報：自然科學版，1999，39(8) ：45．48。[3] 宋小中，劉正塤，高長水。電火花微細加工技術(shù)及其發(fā)展。航空精密制造術(shù)，1996，32(2)． 16～20。[4] 王振龍，趙萬生，微細電火花加工中電極材料的蝕除機理研究[J]。機械科學與技術(shù)，2022，21(1)： 124．126。[5] 金柏冬，曹國輝，王振龍等，空氣中微細電火花沉積工藝規(guī)律研究[J]。中國機械工程，2022，17(2) ：111．115。[6] ， ．Electrical Discharge Machining in Gas．Annuals of the CIRP．1997,46(1)：143~l46。[7] 王振龍，曹國輝，張永生，趙萬生，空氣中微細電火花沉積與去除可逆加工技術(shù)研究。機械工程學報，2022，40(11)：88~92 。[8] 劉志新，空氣中電火花沉積與去除加工方法及其實驗研究。哈爾濱工業(yè)學碩士學位論文，2022：25~27 。[9] 曹國輝，基于脈沖放電的若干微細加工方法及試驗研究。哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文，2022:36~40 。[10] 金柏冬，氣中微細電火花沉積關(guān)鍵技術(shù)研究。哈爾濱工業(yè)學博士學位論文，2022：52~556 。[11] Yadava Vinod，et al．Temperature Distribution During ElectroDischarge Abrasive Grinding．Machining Science and Technology．2022，(6):97~127[12] J．Marafona，J．A． G．Chousal．A Finite Element Model of EDM Based on the Joule Effect．International Journal of Machine Toolsamp。Manufacture．2022，46：595~602[13] 孟國慶，王剛，趙萬生，混粉電火花加工溫度場的計算與分析。電加工與模具，2022，(2)：3~6。[14] 黃志剛，郭鐘寧，單脈沖電火花加工溫度場的有限元分析。廣東工業(yè)大學學報，2022，19(4)： 38~43。[15] R．S． Mulik，et a1．Thermal Stresses During ElectroChemical Spark Machining．International Journal of Manufacturing Technology and Management．2022,(7) ：287~307[16] Yadava Vinod，et a1．Theoretical Analysis of Thermal Stresses in ElectroDischarge Diamond Grinding．Machining Science and Technology．2022，(8)：119~140[17] 王振龍，微細電火花加工關(guān)鍵技術(shù)研究。哈爾濱工業(yè)大學博士學位論文，2022:19~20。[18] ， ，et al．Electrical Discharge Machining in Gas．Annals of the CIRP．1997,46(1):143~147[19] 李勇，王顯軍，郭旻等，微細電火花加工關(guān)鍵技術(shù)研究。清華大學學報（自然科學版） ，1999,39(8) ：45~48。[20] 王振龍，趙萬生，微細電火花加工中電極材料的蝕除機理研究。機械科學與技術(shù)，2022,21(1)： 124~126。[21] 宋小中，劉正損，電火花微細加工的工藝研究。電加工，1995,(2):14~18M. Kunieda，M. Yoshida，et al．Electrical Discharge Machining in Gas．Annals of the CIRP．1997,46(1):143~147[22] 劉高腆，溫度場的數(shù)值模擬。重慶大學出版社，1990。[23] 張勇，微細電火花加工系統(tǒng)及其工藝技術(shù)研究： [博士學位論文]。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2022。[24] 李文卓，微細電火花加工系統(tǒng)及其相關(guān)技術(shù)的研究： [博士學位論文]。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2022。[25] 李文卓等，我國微小型電火花加工裝置最新研究與進展。電加工與模具，2022(2)。[26] 王振龍等，微細電火花加工中的電極在線制作與檢測。電加工與模具，2022(3)。致謝在這次畢業(yè)設計的過程中，我的指導老師―彭子龍老師給我了很大的幫助，彭老師認真負責的工作態(tài)度，孜孜不倦的教導令我很欽佩，他在我們身上花費了很多的時間，這也令我很感動。此外，我的許多同學和朋友在設計過程中，也給我提出了許多寶貴的意見，在這里，我向他們表示衷心的感謝。幾個月的畢業(yè)設計馬上就結(jié)束了，這也意味著我的大學生涯也即將結(jié)束了。大學四年學的東西雖然很多，但是自己一直沒有把他們有機的聯(lián)系起來，一直感覺學的東西雜亂無章，找不著方向。而這次畢業(yè)設計恰好給我一個系統(tǒng)學習總結(jié)前面的知識的機會，特別是對微細電火花加工的專業(yè)知識，有了一個全新的認識。大學本科時光就快結(jié)束了，馬上就要走出學校，揭開自己人生新的篇章，我想我在大學里面接受的教育會對我以后工作和學習起到重要的作用。我會以更加積極的態(tài)度去迎接新的生活。徐新附件 1外文資料翻譯：電火花加工產(chǎn)生的熱應力維諾德亞達夫，維杰光耆那教，普拉卡什米迪克西特機械工程學系，印度理工學院坎普爾208016，印度 原文在2022年10月28日被收到；經(jīng)改進后在2022年3月5日被收到；在2022年3月6日被發(fā)表摘要電火花加工（EDM）過程中高溫梯度產(chǎn)生在間隙中并導致在小的熱影響區(qū)產(chǎn)生很大的局部熱應力。這些熱應力會導致微裂紋，強度和疲勞壽命的下降，并且可能是災難性的失敗。一個有限元模型已經(jīng)開發(fā)出來，通過在電火花加工中呈高斯分布的電火花熱通量來估計溫度場和熱應力。首先，開發(fā)的代碼預測在工件上產(chǎn)生的溫度并且再用這個溫度場來估計熱應力場。影響溫度和熱應力分布的各種過程變量已經(jīng)作了報告。根據(jù)分析結(jié)果，可以知道高溫梯度區(qū)和應力大的區(qū)域所在的地方，有時候，他們超過材料的屈服強度。2022埃爾塞維爾網(wǎng)絡科技有限公司保留所有權(quán)利。關(guān)鍵詞：電火花加工（EDM） ；有限元法；溫度分布；熱應力1 簡介電火花加工（EDM）無疑是一個熱能產(chǎn)生于放電通道的熱過程。在通道中產(chǎn)生的熱量，使工件材料熔化，甚至消失。由于高密度熱能量而產(chǎn)生的高溫不僅會導致熱侵蝕，而且會使加工表面的重鑄層產(chǎn)生微小微裂紋。多層次熱影響區(qū)和硬化層脆性的存已經(jīng)被作報告，以減少電火花加工機械零部件的疲勞強度。因此，就表面平整而言，工件上溫度和熱應力場的計算是有相當大的關(guān)系的。為電火花加工建立的數(shù)學模型的全面審查已交給了美國亞拉巴馬州的 Erden et。這些模型是基于單火花放電形成的凹坑現(xiàn)象?；撕芏嗯砟M加工過程為了預測凹坑的輪廓和體積，材料去除率和工具磨損率。但是為了預測機械零部件的表面平整度而建的模型是有缺陷的。可用表面平整性分析模型主要是根據(jù)利用各種實驗方法及儀器如光學金相實驗，掃描電子顯微鏡和 X 射線衍射對電火花加工機械零部件表面進行冶金測定。Lee 等人發(fā)現(xiàn)更容易被測量的關(guān)于表面損害程度的參數(shù)如脈沖能量，表面粗糙度等。Kruth 等人研究了這篇文章的工件材料，電極材料，電介質(zhì)的類型以及白色的金相層。對文獻的檢閱發(fā)現(xiàn)，用來測定熱應力理論方法極少。電火花加工過程的熱力作用影響加工組件的表面平整性。預測熱應力的第一個步驟是對溫度分布的分析。其次，由于非均勻溫度分布的熱應力可以為尋找在工件上的殘余熱應力提供分析，這直接關(guān)系到表面加工質(zhì)量。大量可用的關(guān)于電火花加工過程中熱源模型的文獻中達成了一個好的協(xié)議，并且把實驗數(shù)據(jù)做了報告。Pandit 和Rajurkar 利用數(shù)據(jù)依賴系統(tǒng)對建立的溫度場提供了一個詳細的描述。在目前的工作，基于有限元的技術(shù)，一個描述電火花加工中熱應力的模型已經(jīng)被建立出來了。建立這個模型的主要宗旨是預測電火花加工過程中熱