МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ ФОРМУВАННЯ ОДИНИЧНОЇ ЛУНКИ РОЗРЯДАМИ СУЧАСНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНИХ ВИРІЗНИХ ВЕРСТАТІВ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.3.2019.182555Ключові слова:
електроерозійна обробка, енергія імпульсу, зона термічного впливу.Анотація
Розглянуто особливості формування геометрії одиничної лунки та глибини зони терміч-ного впливу при електроерозійній обробці якісної конструкційної сталі 45 дротяним електро-дом на верстатах, оснащених сучасними генераторами технологічного струму. Математичним моделюванням на основі чисельних розв’язків осесиметричної квазітрифазної нелінійної задачі теплопровідності з рухомими границями фаз отримано криві, що описують межі фаз випаровування, плавлення матеріалу і температури аустенітних перетворень залежно від енергетичних параметрів розряду та теплофізичних характеристик матеріалу деталі. Виконано оцінювання об’ємів матеріалу, що видаляється з лунки у вигляді пари та рідини. Наведено дані про величини енергій, що витрачаються на фазові перетворення матеріалу анода: плавлення та випаровування, їх частку в загальній енергії розряду, що виділяється на сталевому аноді на різних режимах обробки, а також наслідки зміни параметрів імпульсів на кожному з режимів. Виявлено, що збільшення тривалості імпульсу при збільшенні загальної енергії, що реалізується в міжелектродному проміжку, призводить до зменшення ефективності використання цієї енергії при руйнуванні матеріалу заготовки. Адекватність моделі оцінювалась зіставленням з експериментальними даними, які були неодноразово підтверджені на обладнанні різних підприємств. Отримані результати відкривають перспективний шлях до мінімізації енергетичних затрат на обробку того чи іншого матеріалу та керування характеристиками оброблених поверхонь як з точки зору формування мікрогеометрії, так і глибини зміни структури в зоні термічного впливу, що, в свою чергу, дасть змогу розширити межі застосування електроерозійної технології за рахунок підвищення економічної вигоди від використання опи-саної методики. Окрім того, створюється підґрунтя для ефективного проектування технологічних режимів подальшої електрохімічної розмірної обробки незмінним дротяним електродом, оскільки глибина зони термічного впливу є важливим фактором при визначенні припуску, який має бути видалений при електрохімічній модифікації поверхні.Посилання
V. I. Osypenko, O. P. Plakhotnyi, and N. V. Filimonova, Physics and technology of electroerosive wire cutting: a monograph. Cherkasy State Technological University. Cherkasy: Publisher FOP Gordienko E. I., 2019 [in Ukrainian].
D. O. Stupak, "Optimization of the energy release process in the electrode gap for the conditions of electroerosion wire cutting", M.S. thesis. Dept. Tech. Sciences: 05.03.07, Nat. Tech. University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2002 [in Ukrainian].
G. E. Kaleynikov, "Electroerosive wire cut-ting in the environment of aqueous solutions of surfactants", M.S. thesis. Dept. Tech. Sciences: 05.03.07, Nat. Tech. University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2003 [in Ukrainian].
B. I. Stavitsky, and N. B. Stavitskaya, "The study of the shapes and sizes of erosion holes formed on various materials by spark discharges", Elektronnaya obrabotka materialov, no. 1, pp. 9-13, 1980 [in Russian].
V. I. Osypenko, D. O. Stupak, and S. V. Pozdeev, "Physical and technological regularities of liquid breakdown and energy balance of single spark discharge", Visnyk natsionalnoho tehnichnoho universytetu Ukrayiny "Kyivskyi politehnichnyi instytut". Mashynobuduvannya, pp. 273-280, 2009 [in Ukrainian].
V. V. Popovich, and V. V. Popovich, Technology of structural materials and materials science: a textbook. Lviv: Svit, 2006[in Ukrainian].
A. V. Bilan, V. I. Osypenko, D. O. Stupak, and Ya. D. Korol, "Features of the formation of microgeometry and physical properties of the surface layers of steel during electrical discharge machining and sequential electri-cal discharge and electrochemical pro-cessing with a wire electrode", Uralskiy nauchniy vestnik, no. 12 (48), pp. 27-34, 2012 [in Russian].
Development of an intelligent process model for EDM. S. N. Joshi & S. S. Pande, 2009.
J. Marafona, and J. G. Chousal, "A finite element model of EDM based on the Joule effect", Int J. Mach Tools Manuf., 46 (6), pp. 595-602, 2006. doi:10.1016/j.ijmachtools.2005.07.017.
S. H. Ео, W. Kurnia, and P. C. Tan, "Critical assessment and numerical comparison of electrothermal models in EDM", J. Mater Process Technol., 203, pp. 241-251, 2007.doi:10.1016/j.jmatprotec.2007.10.026.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Василь Іванович Осипенко, Олексій Володимирович Тімченко, Андрій Вадимович КондаковАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).