【正文】 采集的數(shù)據(jù)受人為因素影響；應(yīng)用有限差分法研究溫度場(chǎng)雖有精確度高等優(yōu)點(diǎn)，但不適用于復(fù)雜的邊界條件。自上個(gè)世紀(jì) 80 年代以來，有限元方法就被國(guó)內(nèi)外的很多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者應(yīng)用到了電火花加工的研究當(dāng)中，并在溫度場(chǎng)等方面的研究取得了顯著的進(jìn)展。 有限元法仿真在電火花加工中的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使仿真技術(shù)在工業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，其中數(shù)值模擬方法，特別是有限元方法，作為一種先進(jìn)的科學(xué)手段，具有物理意義明確和易于考慮邊界條件等優(yōu)點(diǎn)，是進(jìn)行電火花加工機(jī)理研究的有效途徑。利用非燃性工作液或在工作液中加入添加劑的微細(xì)電火花成形加工機(jī)可成倍提高加工速度。個(gè)性化隨著生產(chǎn)的需要，各行各業(yè)出現(xiàn)了許多特殊的零件與結(jié)構(gòu)，與之對(duì)應(yīng)，為了適應(yīng)零件多品種、小批量的特點(diǎn)，微細(xì)電火花加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)和功能也呈現(xiàn)個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì)。用模糊控制理論可以起到替代一個(gè)熟練操作人員的作用。圖 13 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)確定工藝參數(shù)的流程圖（3）模糊控制技術(shù)的應(yīng)用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自學(xué)習(xí)、容錯(cuò)性和并行處理信息的能力，可以提高對(duì)放電狀態(tài)、加工效率、放電位置等的預(yù)測(cè)精度，提高在線實(shí)時(shí)控制效果，推動(dòng)微細(xì)電火花成形加上過程控制向更高層次發(fā)展。國(guó)外微細(xì)電火花成形機(jī)床在專家系統(tǒng)方而有了新的進(jìn)展，加工時(shí)可自動(dòng)選取最優(yōu)參數(shù)，自動(dòng)監(jiān)控加工過程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最優(yōu)控制。為此，微細(xì)電火花成形加工智能控制系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)研究和應(yīng)用以下技術(shù)。圖 11 Φ5μm 的微細(xì)孔和 的微細(xì)軸德國(guó)卡爾斯魯厄(karlsruhe) 大學(xué)和日本東京大學(xué) [2]利用線電極電火花磨削（WEDG)技術(shù)聯(lián)合開發(fā)了硬質(zhì)合金微型銑刀的加工技術(shù)，并利用該銑刀進(jìn)行了銑削加工試驗(yàn)(圖12)。微細(xì)電火花加工的極限能力一直是研究工作者追求的目標(biāo)之一。也就是說，在工藝領(lǐng)域我們具有相對(duì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如果投入一定的技術(shù)力量認(rèn)真研究，我國(guó)微細(xì)電火花成形加工技術(shù)將會(huì)有更大的進(jìn)展和突破。微細(xì)電火花加工技術(shù)具有電極制作簡(jiǎn)單、電極與工件間宏觀作用力小、可控性好等優(yōu)點(diǎn)，微細(xì)電火花加工技術(shù)已成為微機(jī)械制造領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，在精密機(jī)械加工、微電子技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、航空航天、光學(xué)、通訊、模具等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。從總體來說，微細(xì)電火花加工技術(shù)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)都取得了較大進(jìn)展，日本已到了實(shí)用化的階段?？梢哉J(rèn)為，今后在模具尺寸上會(huì)提出更加微細(xì)化的需求，因此，有必要以沖壓模、壓鑄模、精密鑄造模等模具為中心，按照 100μm 以下的尺寸加工要求來進(jìn)行應(yīng)用研究。（3）微小模具加工。特別是當(dāng)與 WEDG 方法相結(jié)合時(shí)，能加工出拐角銳利的 3 維微細(xì)型腔。利用微細(xì)電火花線切割能很容易地加工出 維形狀的工件，但是在其拐角處會(huì)帶有超出線電極半徑的圓?。? 維型腔加工困難更大。利用微細(xì)電極，日本已能較容易地加工出圓、方、三角形以及各種剖面形狀的微細(xì)孔。此外，只要加工裝置的行程允許，能制成很長(zhǎng)的棒形件。利用微細(xì)電火花加工方法可制成直徑為 Φ5μm 左右的微細(xì)軸及單邊為 10μm 左右的異形銷等工件。但是，在進(jìn)行微細(xì)尺寸加工時(shí)，例如像切削微細(xì)軸這類工件用一般切削方法就會(huì)因受切削力等方面的影響而引起彎曲，此時(shí) MEDM 便能起重要作用。電火花加工的成形加工是以孔、溝槽、型腔等凹形工件為主體的一種加工方法。相對(duì)于微電子機(jī)械技術(shù)而言，微細(xì)電火花加工具有設(shè)備造價(jià)低廉，加工精度高且適應(yīng)性廣，并可加工出復(fù)雜的三維曲面微細(xì)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。眾所周知，傳統(tǒng)的機(jī)械加工并不擅長(zhǎng)加工尺寸極小的形體，隨著工程技術(shù)領(lǐng)域?qū)ξ⑿蜋C(jī)械的迫切需求，微細(xì)加工技術(shù)正受到人們普遍的關(guān)注。因此，模擬微細(xì)電火花加工過程中工具電極和工件的溫度場(chǎng)變化規(guī)律對(duì)于理解微細(xì)電火花加工的機(jī)理和特點(diǎn)具有重要的作用，此外，研究溫度場(chǎng)的規(guī)律也可以預(yù)測(cè)工藝參數(shù)，這對(duì)于改進(jìn)加工方法，提高工件加工速度，提高表面加工質(zhì)量也具有重要的意義。微細(xì)電火花加工是電力、磁力、熱力、流體動(dòng)力、電化學(xué)等綜合作用的過程，但其本質(zhì)是熱過程。關(guān)鍵詞:微細(xì)電火花加工；溫度場(chǎng)仿真；有限元；MARC 軟件 AbstractMicroEDM 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目錄摘要 ........................................................................................................................IABSTRACT ........................................................................................................II目錄 ....................................................................................................................III第 1 章 緒論 .......................................................................................................1 課題研究的目的和意義 ...................................................................................................1 微細(xì)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?jī)?nèi)容 .......................................................................................................7第 2 章 微細(xì)電火花加工的相關(guān)原理 ...............................................................9 微細(xì)電火花加工的基本原理 ...........................................................................................9 微細(xì)電火花加工的微觀過程 .........................................................................................10 微細(xì)電火花加工的實(shí)現(xiàn)條件 .........................................................................................10 微細(xì)電火花加工的工作介質(zhì)選擇 .................................................................................11 微細(xì)電火花加工過程中的極性效應(yīng) .............................................................................12 微細(xì)電火花加工技術(shù)的特點(diǎn) .........................................................................................13 本章小結(jié) .........................................................................................................................14第 3 章 單脈沖條件下微細(xì)電火花加工的溫度場(chǎng)仿真分析 .........................15 微細(xì)電火花加工溫度場(chǎng)分析 .........................................................................................15 溫度場(chǎng)仿真軟件 .............................................................................................................19 單脈沖溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬 .............................................................................................28 本章小結(jié) .........................................................................................................................34結(jié)論 .....................................................................................................................35參考文獻(xiàn) .............................................................................................................36致謝 .....................................................................................................................38附件 1 ..................................................................................................................39附件 2 ..................................................................................................................58第 1 章 緒論 課題研究的目的和意義對(duì)微細(xì)加工極限的追求逐漸成為現(xiàn)代制造技術(shù)中發(fā)展的趨勢(shì)之一。在本論文中，通過選取合適的熱源模型，利用MARC軟件對(duì)單脈沖條件下微細(xì)電火花加工中工具電極和工件的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了微細(xì)電火花加工中工具電極和工件材料的溫度場(chǎng)變化規(guī)律，這有助于更加深入的了解微細(xì)電火花加工過程中能量及熱傳導(dǎo)狀