电火花加工微小孔时,随着加工深度的增加,加工间隙内的电蚀产物和气泡将难以排出到加工区域外,从而会在加工间隙内堆积,影响加工效率。因此,在电火花加工微小孔的过程中,需要加入合理的排屑方法来改变间隙流场内流体的流动状态,从而促进电蚀产物和气泡的排出。本文通过有限元仿真的方法对冲液和电极旋转作用下电火花加工微小孔的过程进行仿真分析,并分析冲液速度和电极转速对间隙流场造成的影响,得到加工过程中有利于电蚀产物和气泡排除的工艺规律。主要研究内容和结果如下:(1)通过电火花加工孔的试验,得到了气泡的初始状态和脉冲放电产生电蚀产物颗粒的个数,运用Fluent中的VOF、DPM模型和二次开发(UDF)功能建立了电蚀产物和气泡的随机生成模型,从而建立电火花微小孔加工间隙流场气-液-固三相流仿真模型,并编写粒子统计程序,直观表明电蚀产物的排除效果。(2)基于仿真模型,仿真分析了单脉冲和连续放电条件下气泡和电蚀产物在加工间隙内的分布状况,结果表明多个气泡的扩展运动仅能排出小部分电蚀产物颗粒到侧面间隙内。通过加入冲液排屑方法,仿真分析了单侧冲液和中空内冲液作用下电火花加工孔的过程,得到了侧冲液速度增大一倍时,侧面间隙内流体流速约为原来五倍,排屑能力增强。随着加工深度的增加,当冲液速度不变时,底面间隙内流体流速几乎为0m/s,电蚀产物和气泡会堆积在一侧,不能起到排屑作用。内冲液下冲液速度增加一倍时,侧面间隙内流体流速也会增大一倍,加工深度对流体流速和排屑效果影响不大。(3)仿真分析了圆柱、削边和螺旋电极旋转作用下电火花加工孔的过程,得到了圆柱电极能促使电蚀产物和气泡沿侧面间隙缓慢上升,沿电极四周均匀分布。削边电极能使底面削边处的流体产生向上的速度,电蚀产物和气泡在侧面间隙内上升更快,并在削边处分布较多。螺旋电极能使流体产生螺旋向上的流场,向上的流速约为削边电极的十倍,电蚀产物和气泡能够沿螺旋槽快速上升。通过改变电极转速发现,当转速增大为5000r/min时,圆柱电极和削边电极底面间隙内颗粒数量会增多,螺旋电极会减少,表明圆柱电极和削边电极在特定转速时排屑效果好,螺旋电极随转速增加排屑能力增强。(4)进行不同排屑条件下的电火花加工孔试验,观察孔内壁出现烧痕的位置,研究发现烧痕的位置仿真中颗粒堆积的位置基本一致。记录加工指定深度孔时的加工时间,得到加工速度的变化趋势,发现和仿真中底面间隙内颗粒数量的变化趋势基本一致,对仿真结果进行一定的侧面验证。