混粉电火花加工工作液流场及颗粒运动仿真研究

    3.4箱体底部液流冲刷状态仿真
   
    为了防止粉末颗粒在储液箱底部沉淀，射流搅拌器应具有冲刷、搅动功能，因此，对初期静止并沉积在箱体底部的粉末颗粒受到液流冲击后的运动状态进行研究同样具有重要意义，其模型模拟仿真结果如图4所示。

    从图4a中可看出，在模型A中，粉末在侧壁方向的分散程度较均匀，这是由于沉淀的粉末被射流从主箱体中心向侧壁方向推动，从而产生移动并盘旋向上运动。但在图4c中可看到，液流在中间部位速度减慢，出现了橙色区域，这部分液流部分可能会产生沉淀现象，靠近中心位置的射流是不能到达上层的。由此可推断，模型A中液流对箱底的冲刷是不完全的，部分粉末颗粒将会因液流速度变慢而最终沉淀，从而不能使沉积的粉末完全浮起，形成死角;从图4b中可看出，在模型B中，粉末在侧壁方向的分散程度虽然没有模型A中的均匀，但并没有产生橙色即流速减慢的现象，因此，由于液流速度减慢而形成粉末沉积死角的可能性将会比模型A少很多。为了解决粉末沉积死角间题，我们在平行射流组的上方设置了一个手动的旋转拨杆，在射流启动时适当地旋转平行射流组，可使粉末全部悬浮起来。
   
    4平行射流组喷射孔角度确定
   
    综合上述仿真结果及分析，本课题采用模型B为最终方案，即平行射流搅拌器的射流孔向下倾斜15°。由于向下倾斜15°仅是为了分析A,B两种模型优劣，具体加工时还要最终确定倾斜角度，因此对射流孔倾斜角度进行多次仿真模拟，以10°,15°,20°喷射液流的仿真结果如图5所示。

    
    从图5可看出，向下倾斜200时液流分散效果最好。但考虑实际加工情况，经过综合对比分析，最终选定向下倾斜15°-20°作为最终实际加工参数。
   
    5结论
   
    通过对混粉电火花加工装置储液箱体内粉末颗粒的沉降过程进行分析，选用COSMOS/FloWorks软件对储液箱内的平行射流搅拌器射流场及粉末颗粒运动状态进行数字模拟仿真。结果表明，射流搅拌器可使混粉电火花加工工作液粉末保持均匀悬浮，并通过仿真结果对平行射流搅拌器进行优化设计，使箱体内的粉末颗粒全部悬浮起来，为进一步优化混粉电火花加工装置设计提供很好的参考依据。