移动热源作用下电火花线切割加工电极丝三维温度场模拟*

杨晓冬,滕 庆

(哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001)

电火花线切割加工利用连续运动的电极丝作为工具电极,对工件进行脉冲火花放电来蚀除金属、切割成形。电火花线切割机床可分为往复走丝电火花线切割机床和单向走丝电火花线切割机床。其中往复走丝电火花线切割机床是我国独创的电加工设备,其电极丝作高速往复运动,一般走丝速度为8～10 m/s,可重复使用;机床结构简单、成本低廉,在我国电火花加工机床中占有较大的比重,在模具制造等行业发挥着重要的作用。近年来,源于往复走丝而发展起来的“中走丝”电火花线切割机床可实现多次切割功能,它作为中国特有的产物,因受到模具制造业的极大期待而越来越受到关注。在普通往复走丝和“中走丝”电火花线切割加工中,电极丝都是重复使用的,因此电极丝损耗是普遍存在的一个问题,它不仅会缩短电极丝的使用寿命,还会影响加工精度。

电火花线切割加工是一种热加工方法,它利用电极丝和工件间脉冲性火花放电时产生的热能熔化工件材料,从而达到加工材料的目的。当发生放电时,不仅工件材料被放电蚀除,电极丝材料也被放电蚀除,从而产生电极损耗。为明确放电蚀除的传热过程,许多学者根据传热学原理进行建模仿真,并利用有限元法对电火花加工温度场进行了分析研究。其中,Saha等[1]分析了电极丝的瞬态温度分布;程刚等[2]对单向走丝电……