【摘 要】
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由于尺度效应的存在,微细电火花加工技术不能像宏观尺度一样,被认为是一种没有宏观力的特种加工手段。在微细电火花加工中常用的微细电极,是一种大长径比、低刚度的微细电极。在加工过程中,往往会发生振动现象,工件的尺寸和精度会因此受到影响。所以电极与工件之间的放电冲击作用不可忽视。针对微细电火花低刚度电极的不稳定性,设计了一种微细电极末端振动位移测量实验,采用单点单脉冲放电,选用直径500μm长度80mm的
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.51975370）；
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由于尺度效应的存在,微细电火花加工技术不能像宏观尺度一样,被认为是一种没有宏观力的特种加工手段。在微细电火花加工中常用的微细电极,是一种大长径比、低刚度的微细电极。在加工过程中,往往会发生振动现象,工件的尺寸和精度会因此受到影响。所以电极与工件之间的放电冲击作用不可忽视。针对微细电火花低刚度电极的不稳定性,设计了一种微细电极末端振动位移测量实验,采用单点单脉冲放电,选用直径500μm长度80mm的低刚度黄铜电极和直径0.3mm的304不锈钢丝工件进行实验。用激光位移传感器来测量放电过程中电极偏移振幅值。在电参数方面,选取了6个能级,且每个能级下有6组不同电参数组合,共计36组电参数组合。在其他参数方面,选取了4种不同的电介质作为实验参数。测量这些参数组合情况下的实验振动结果,共计144个振幅值。为了定量获得不同工况下的放电作用冲击,再通过建立欧拉-伯努利梁模型,进行理论计算。将一个悬臂梁视为无穷多个二阶欠阻尼振荡环节,建立悬臂梁振动位移与冲击作用冲量之间的关系,计算出实验振幅值所对应的冲量值。然后再利用Workbench基于有限元分析建立以脉冲冲量作为输入的悬臂梁振动模型。将这个计算得到的冲量值作为输入载荷,仿真出不同电介质下的电极振动结果。最终发现,在空气中仿真值比实验值大了10%左右,浅油则大了30%,深油大了38%。进一步分析振动曲线,发现仿真曲线与实验振动曲线基本相同。最后对实验计算值进行修正调整,得到最终调整后的等效冲击力值。结果发现,电参数是冲击力变化的决定性因素,而液体吸能作用、液中气泡和抛蚀产物是影响放电冲击的三个重要因素。
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