气绝缘辅助套型电解加工研究(附件)
气绝缘辅助套型电解加工与传统套型电解加工相比，能够抑制杂散腐蚀，对于提高加工表面质量具有突出优势。本文对气绝缘辅助套型电解加工工艺规律进行了试验研究，具体分析了气绝缘辅助套型电解加工中气体入口压力，电解液入口压力，混合出口压力三个因素对加工精度和表面质量的影响规律。通过工艺试验的设计，分别进行了预可调参数确定实验，正交试验设计和再扩充试验；通过对测试方法和评价方法的合理选择，测试反映加工精度和表面质量的指标参数；通过对数据的极差分析处理，得出气体入口压力，电解液入口压力，混合出口压力三者使其平衡能够正常工作，从而为气绝缘辅助套型电解加工的进一步扩大应用提供了可靠的工艺技术参考。同时还设计了一套电解加工夹具工装图，进行试验研究。关键词气绝缘辅助套型，电解加工，多相流数学模型，UG模型
目录
目录 I
1 绪论 1
1.1 电解加工概述 1
1.2 电解加工发展现状 1
1.3 气绝缘套料电解加工原理分析 1
1.4 经济性与环境性分析 2
1.5课题任务 2
2 实验装置设计 3
2.1试验装置简述 3
2.1.1电解液系统 3
2.1.2 电解液流动形式 3
2.2 三维参数化建模 3
2.2.1基于UG的参数建模 3
2.3夹具的设计 4
2.3.1 夹具的总体设计 4
2.3.2 夹具的构成及作用 5
3气液混合流动仿真研究 6
3.1仿真 6
3.1.1 数学模型的选择 6
3.1.2 流场模型的建立 6
3.2流场 7
3.2.1 流场仿真与分析 7
3.3实验结果分析 11
3.3.1气膜对加工电流的影响 11
3.3.2气膜对锥度角的影响 11
3.3.3气膜对表面质量的影响 13
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 电解加工概述
电解加工是电解液中电解阳极溶解的一种特殊方法 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
。当加工时，工件连接到直流电源的正极，工具连接到负极，两极之间的间隙仍然很小[1]。电解液流过电极之间的间隙，形成电极之间的导电通道，在电源电压下产生电流，并形成电化学阳极溶液。与工件相比，工件如工具、电解液、电解液清洗等，在电解液的每个区域最终形成了一个稳定的两极之间的缝隙，形成了表面形成和工具的形状。
1.2 电解加工发展现状
在21世纪，高、新产品要求更高的精度和表面质量。我们为了解决精密加工的问题，电解加工已从特殊加工发展到可以完成精密加工。
数控技术使电解加工和刀具电极CAD/CAM已经可以让自动控制成为现实。为IGBT、IPM等电力电子器件的应用和为新能源的开发创造了条件。新材料和表面技术的进步，为了进一步改进电极制造技术;高新技术为电解加工的发展提供了技术基础。在新技术的研究中取得了重要的成果。
在应用方面，电解加工已经从国防工业加速到民用工业。加工对象从粗加工，半精密加工变成了精密加工，加工方向。在新的世纪，电解加工将充分发挥离子去除的优点和缺点。
1.3 气绝缘套料电解加工原理分析
如果杂散电流的大小和方向随时间变化，则称为动态杂散电流。反之，则称为静态杂散电流。
杂散电流流入部位，管道得到保护，过大的杂散电流流入会造成叶片局部过保护，如果电位过负，会导致叶片表面析出大量氢而造成防腐绝缘层损坏，进而导致腐蚀的发生和加剧；而杂散电流流出的部位，叶片以铁离子的形式溶入周围介质中，因而叶片受蚀的发生和加剧；而杂散电流流出的部位，叶片以铁离子的形式溶入周围介质中，因而叶片受到腐蚀。本课题要抑制此情况发生。
气绝缘辅助套料电解加工时，电解液从加工区流入，反向流动，压缩空气从非加工区通入，正向流动，电解液与空气在临近叶根的部位混合，流出极间间隙（属于典型的气液两相流）。该条件下，极间流场被划分为空气绝缘区域、电解液区域以及气液混合区域。电解液区域为加工区电化学溶解的顺利进行提供保证，空气绝缘区域使非加工区形成绝缘的加工环境，抑制杂散腐蚀影响已加工叶片。
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图1.1
1.4 经济性与环境性分析
在电解过程中，会产生大量含HF的气体。HF是一种具有高毒性的强氧化酸性气体。长期吸入可在体内积聚，导致骨钙化。原料处理方法是使用一个空铝氧化铝吸附反应的烟气净化、现有的技术水平可以达到国家排放标准的要求,但实际执行时间,铝工厂或多或少,因为管理和操作的执行,不能有效净化系统发挥适当的作用。当我们太老了，不能走路时，空气损伤最终会出现。
1.5课题任务
本课题旨在利用压缩空气的压力效应，排除套形电解加工中非加工区的电解液，形成局部绝缘的加工环境，提升套形电解加工工艺性能。
（1）了解电解加工技术基本原理，了解套形电解加工研究现状。
（2）掌握流体动力学基本理论、多相流欧拉模型；掌握FLUENT计算流体动力学软件基本操作。
（3）建立气绝缘辅助套形电解加工极间间隙内多相流数学模型，开展数值仿真分析研究，优化设计参数。
（4）利用UG建模软件，完成工装夹具的三维建模，并完成UG工程出图工作。
2 实验装置设计
2.1试验装置简述
2.1.1电解液系统
电解质系统的功能包括:液体供应、净化和废物处理。首先，电解池中的电解质在给定的压力和速度下是间隙的，以保持电解质温度。相对稳定的浓度、PH值、电解液净化过程中,金属和非金属离子电解质和一些夹杂物,从而防止电极短路,由此可见,电解液系统是一个重要手段来保持电解加工稳定和正常电解加工过程,不仅传输电力作为导电介质,电场的影响下电解质和化学反应,阳极溶解是光滑有效的，而edm的结合，工作流体的相互作用是不同的。同时，电解液还承担了及时去除加工间隙中产生的电解产物和热量的任务，起到了更新和冷却的作用。电解液可分为中性盐溶液、酸盐溶液和碱性盐溶液。其中，中性盐溶液由于其腐蚀性较低，使用更安全，因而得到了广泛的应用。
目录
目录 I
1 绪论 1
1.1 电解加工概述 1
1.2 电解加工发展现状 1
1.3 气绝缘套料电解加工原理分析 1
1.4 经济性与环境性分析 2
1.5课题任务 2
2 实验装置设计 3
2.1试验装置简述 3
2.1.1电解液系统 3
2.1.2 电解液流动形式 3
2.2 三维参数化建模 3
2.2.1基于UG的参数建模 3
2.3夹具的设计 4
2.3.1 夹具的总体设计 4
2.3.2 夹具的构成及作用 5
3气液混合流动仿真研究 6
3.1仿真 6
3.1.1 数学模型的选择 6
3.1.2 流场模型的建立 6
3.2流场 7
3.2.1 流场仿真与分析 7
3.3实验结果分析 11
3.3.1气膜对加工电流的影响 11
3.3.2气膜对锥度角的影响 11
3.3.3气膜对表面质量的影响 13
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 电解加工概述
电解加工是电解液中电解阳极溶解的一种特殊方法 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
。当加工时，工件连接到直流电源的正极，工具连接到负极，两极之间的间隙仍然很小[1]。电解液流过电极之间的间隙，形成电极之间的导电通道，在电源电压下产生电流，并形成电化学阳极溶液。与工件相比，工件如工具、电解液、电解液清洗等，在电解液的每个区域最终形成了一个稳定的两极之间的缝隙，形成了表面形成和工具的形状。
1.2 电解加工发展现状
在21世纪，高、新产品要求更高的精度和表面质量。我们为了解决精密加工的问题，电解加工已从特殊加工发展到可以完成精密加工。
数控技术使电解加工和刀具电极CAD/CAM已经可以让自动控制成为现实。为IGBT、IPM等电力电子器件的应用和为新能源的开发创造了条件。新材料和表面技术的进步，为了进一步改进电极制造技术;高新技术为电解加工的发展提供了技术基础。在新技术的研究中取得了重要的成果。
在应用方面，电解加工已经从国防工业加速到民用工业。加工对象从粗加工，半精密加工变成了精密加工，加工方向。在新的世纪，电解加工将充分发挥离子去除的优点和缺点。
1.3 气绝缘套料电解加工原理分析
如果杂散电流的大小和方向随时间变化，则称为动态杂散电流。反之，则称为静态杂散电流。
杂散电流流入部位，管道得到保护，过大的杂散电流流入会造成叶片局部过保护，如果电位过负，会导致叶片表面析出大量氢而造成防腐绝缘层损坏，进而导致腐蚀的发生和加剧；而杂散电流流出的部位，叶片以铁离子的形式溶入周围介质中，因而叶片受蚀的发生和加剧；而杂散电流流出的部位，叶片以铁离子的形式溶入周围介质中，因而叶片受到腐蚀。本课题要抑制此情况发生。
气绝缘辅助套料电解加工时，电解液从加工区流入，反向流动，压缩空气从非加工区通入，正向流动，电解液与空气在临近叶根的部位混合，流出极间间隙（属于典型的气液两相流）。该条件下，极间流场被划分为空气绝缘区域、电解液区域以及气液混合区域。电解液区域为加工区电化学溶解的顺利进行提供保证，空气绝缘区域使非加工区形成绝缘的加工环境，抑制杂散腐蚀影响已加工叶片。
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图1.1
1.4 经济性与环境性分析
在电解过程中，会产生大量含HF的气体。HF是一种具有高毒性的强氧化酸性气体。长期吸入可在体内积聚，导致骨钙化。原料处理方法是使用一个空铝氧化铝吸附反应的烟气净化、现有的技术水平可以达到国家排放标准的要求,但实际执行时间,铝工厂或多或少,因为管理和操作的执行,不能有效净化系统发挥适当的作用。当我们太老了，不能走路时，空气损伤最终会出现。
1.5课题任务
本课题旨在利用压缩空气的压力效应，排除套形电解加工中非加工区的电解液，形成局部绝缘的加工环境，提升套形电解加工工艺性能。
（1）了解电解加工技术基本原理，了解套形电解加工研究现状。
（2）掌握流体动力学基本理论、多相流欧拉模型；掌握FLUENT计算流体动力学软件基本操作。
（3）建立气绝缘辅助套形电解加工极间间隙内多相流数学模型，开展数值仿真分析研究，优化设计参数。
（4）利用UG建模软件，完成工装夹具的三维建模，并完成UG工程出图工作。
2 实验装置设计
2.1试验装置简述
2.1.1电解液系统
电解质系统的功能包括:液体供应、净化和废物处理。首先，电解池中的电解质在给定的压力和速度下是间隙的，以保持电解质温度。相对稳定的浓度、PH值、电解液净化过程中,金属和非金属离子电解质和一些夹杂物,从而防止电极短路,由此可见,电解液系统是一个重要手段来保持电解加工稳定和正常电解加工过程,不仅传输电力作为导电介质,电场的影响下电解质和化学反应,阳极溶解是光滑有效的，而edm的结合，工作流体的相互作用是不同的。同时，电解液还承担了及时去除加工间隙中产生的电解产物和热量的任务，起到了更新和冷却的作用。电解液可分为中性盐溶液、酸盐溶液和碱性盐溶液。其中，中性盐溶液由于其腐蚀性较低，使用更安全，因而得到了广泛的应用。
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