24、电化学磨削与全地形车滚笼结构分析

电化学磨削与全地形车滚笼结构分析

1. 电化学磨削中电解质流动分析

1.1 电化学磨削概述

电化学磨削（ECG）是一种复合加工工艺，结合了电化学加工（ECM）和机械磨削。在微电化学磨削过程中，约 90 - 95%的材料通过阳极溶解的化学反应从加工部件上分离，其余 5 - 10%则通过机械磨削的磨蚀作用去除。

金属基复合材料（MMCs）具有轻质、高强度、良好的耐磨性和高导热性等优点，但传统加工方法会导致严重的刀具磨损，因此先进加工工艺被用于加工这些材料。

1.2 电解质流动的重要性

电解质通过电极间隙（IEG）的流动对电化学磨削过程的性能起着重要作用。较高的流速会带来更多的电荷离子，从而提高材料去除率。然而，过高的流速和砂轮转速会增加电解质流动的湍流，这对加工部件的材料去除率有不利影响。同时，电解质流速降低会使砂轮和工件界面的剪切力减小，影响氧化层的去除。因此，需要对电解质流速进行临界分析，以提高材料去除率并避免湍流。

1.3 模拟假设

在进行模拟时，有以下假设：
- 电解质流动为不可压缩流。
- 忽略电化学反中氢气产生的影响。
- 不考虑温度对流动流体的影响。
- 砂轮边界为移动边界且表面光滑。
- 采用二维 IEG 几何进行 CFD 分析。
- 取确定长度的工件作为材料去除率评估的接触长度。

1.4 模拟过程

使用 FLUENT 16.0 CFD 软件对电极间隙内的电解流动性能进行模拟。GAMBIT 软件用于确定计算域的二维几何形状，将工件边界和砂轮边界模拟为直线，电解质入口和出口作为