基于多场耦合的电解加工腐蚀模拟 *

宋子豪，孙伦业，王 健，张永红，袁帅帅

(安徽理工大学 机械工程学院,安徽 淮南 232001)

0 引 言

电化学加工是在流动的电解液中利用金属工件作阳极所发生的电化学溶蚀进行加工的方法，具备加工效率高、电极无损耗、无切削热、加工薄壁结构无残余应力等突出优点，其在航空航天、机器人、医疗机械、武器装备等领域有着广泛的应用，尤其是某些军用兵器产品制造，电解加工有着独特优势[1-2]。在电解加工中，加工过程受电场、流场、温度场和电解产物分布等多种因素共同作用，问题较为复杂[3]。 为了明确这些因素对工件腐蚀成型的影响，相关研究人员开展了一系列研究，例如；文献[4]针对电解加工产生的气泡影响加工精度的问题，通过调整加工电压、入口压力和出口压力提高了工件轮廓精度；文献[5]以电解加工的方法去除多余的焊层，分析加工区域的电场、流场及产热功耗的分布，实现仿真模拟与工艺试验的相互优化；文献[6]针对电解加工过程中温度不均，分析了不同电解液流速下的温度、电流密度变化规律，得出通过加快电解液流速可以使阳极温度、电流密度更加均匀；文献[7] 提出了带有导流腔体的开式流场，优化阴极流场的稳定性；文献[8]提出了一种正冲式电解加工方法，提高了叶轮加工精度。

笔者以湍流气泡流模型为基础，耦合电化学相关模型，对阳极及阴极表面气泡率进行求解，并得到不同时刻下的阳极电流密度曲线，为工件的腐蚀形貌提供理论依据，有利于缩短实际加工试验的周期。……