高頻窄脈沖電解加工葉片的多場耦合仿真研究*

江 偉，張 曄，陳遠龍，于富冬，葉海艦

（合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院，合肥 230009）

高頻窄脈沖電解加工利用電解加工基本原理。外界提供的高頻窄脈沖電流，在脈寬供給電流時，為加工間隙提供電場，陰極工具和陽極工件之間的加工間隙內(nèi)發(fā)生復雜的電化學溶解反應，伴有陽極材料的溶解蝕除以及陰極表面氣泡的溢出，僅在極短的時間內(nèi)，高頻窄脈沖電流轉為脈間，電場移除，電化學溶解反應立即停止[1]。流動的電解液將加工間隙內(nèi)的溶解產(chǎn)物和析出的氣泡迅速沖刷干凈，保證加工間隙內(nèi)迅速恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。開始下一個脈沖周期的電解加工，工具陰極相對工件陽極的持續(xù)進給，確保加工間隙穩(wěn)定，陽極工件材料被不斷地溶解蝕除，直至將陽極工件加工和陰極工具型面類似的形狀成型[2-4]。因此利用數(shù)值模擬[5]研究高頻窄脈沖電解加工加工間隙內(nèi)各工藝參數(shù)的變化，選取優(yōu)越的工藝參數(shù)作為加工試驗的參考，有著重要的工程實際意義[6-7]。本文基于傳統(tǒng)的單一物理場電解加工基礎，提出多物理場耦合技術，進一步研究實際加工過程中電場、流場和電化學場之間的相互作用，為工程實際加工提供合適的工藝參數(shù)。

1 理論背景

1.1 電解加工基礎理論

高頻窄脈沖電流電解加工是周期性循環(huán)的溶解過程，陽極材料發(fā)生電化學溶解反應。與傳統(tǒng)的直流電解加工截然不同，直流電解加工外界提供的電流是穩(wěn)定不變的。高頻窄脈沖電流電解加工的意義在于電解加工反應是周期性循環(huán)電化學溶解反應[8]。……