URN: http://vtn.chdtu.edu.uaurn:2306:44554.2019.188336

DOI: https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2019.188336

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛИШКОВИХ НАПРУГ В ІНСТРУМЕНТАЛЬНІЙ СТАЛІ У7А ПІСЛЯ ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНОГО ДРОТЯНОГО ВИРІЗАННЯ

Василь Іванович Осипенко, Андрій Вадимович Кондаков, Олексій Володимирович Тімченко

Анотація


Розглянуто питання визначення залишкової напруги в тонкій пластині зі сталі У7А, робоча поверхня якої в різних технологічних випадках формувалася за різними технологіями, а саме: електроерозійним дротяним вирізанням (ЕЕДВ) повного зйому (пз), додатковими проходами (дп) з різною енергією одиничного іскрового розряду, послідовним пошаровим зніманням матеріалу зони термічного впливу (ЗТВ) на високоточних контрольованих режимах електрохімічної розмірної обробки (ЕХРО). Залишкові напруги вперше визначалися шляхом механічного вимірювання залишкових деформацій пластини безпосередньо в робочій ванні верстата (без зняття отриманих зразків) та розрахунків напружень за відомим рівнянням, що описує зв’язок між кривизною зразка та залишковою напругою для одновимірного напруженого випадку. Отримана база даних за розрахунками залишкових напружень у ЗТВ сталі У7А після ЕЕДВ добре корелює з результатами робіт провідних дослідників у царині електроерозійних технологій та процесів взаємодії плазми електричного розряду з металами. Результати дали змогу визначити рівні виникаючих залишкових напруг у ЗТВ сталі У7А після ЕЕДВ і встановити їх залежність від енергії одиничного іскрового розряду. Для конкретного технологічного випадку виявлено, що максимальні значення залишкових напруг релаксують у часі і падають зі зменшенням товщини ЗТВ. Цілком усунути залишкові напруги можливо лише при повному видаленні ЗТВ за технологією нетермічної ЕХРО, тому що режими ЕЕДВ, навіть з мінімальними енергіями розрядів, формують ЗТВ і відповідні залишкові напруги. Отримані в роботі результати можуть бути використані при проектуванні високоточних режимів електроерозійної і комбінованої послідовної електроерозійної та електрохімічної обробки незмінним дротяним електродом. Окрім того, отримано додаткове підтвердження можливостей новітньої комбінованої послідовної електроерозійної та електрохімічної технології керовано не тільки формувати мікрогеометрію поверхонь, але й залишати в поверхневих шарах необхідний рівень залишкових напруг або повністю позбавлятися від них.

Ключові слова


Електроерозія; електрохімія; залишкова напруга; зона термічного впливу

Повний текст:

PDF

Посилання


N. K. Foteev, Electrical discharge technology. Мoscow: Mashinostroenie, 1980 [in Russian].

E. Macherauch, "Introduction to residual stress", in Advances in surface treatments: 4. Residual stresses, Pergamon Oxford, 1987, pp. 1-35.

E. Macherauch, and K. H. Kloos, "Origin, measurement and evaluation of residual stresses. Residual stresses in science and technology", in Int. Conf. on Residual Stresses, 1986, Garmisch-Partenkirchen, E. Macherauch and V. Hauk, Eds. Germany, 1987, pp. 3-26.

J. Liu, L. Li, and Y. Guo, "Surface integrity evolution from main cut mode to finish trim cut mode in W-EDM of shape memory alloy", Applied Surface Science, 308, pp. 253-260, 2014.

A. Klink, Y. B. Guo, and F. Klocke, "Surface integrity evolution of powder metallur-gical tool steel by main cut and finishing trim cuts in wire-edm", Procedia Engineering, 19, pp. 178-183, 2011.

M. Antar, S. Soo, D. Aspinwall, M. Cuttell, R. Perez, and A. Winn, "WEDM of aerospace alloys using 'CleanCut' generator technology", ISEM XVI, Shanghai, pp. 285-290, 2010.

M. T. Antar et al., "Fatigue response of Udimet 720 following minimum damage WEDM", Materials & Design, 42, pp. 295-300, 2012.

J. F. Liu, and Y. B. Guo, "Residual stress modeling in electric discharge machining (EDM) by incorporating massive random discharges", in 3rd CIRP Conf. Surface In-tegrity (CIRP CSI). Procedia CIRP, 45, pp. 299-302, 2016.

A. V. Bilan, V. I. Osypenko, D. О. Stupak, and J. D. Korol, "Features of the formation of microgeometry and physical properties of the surface layers of steel during electrical discharge machining and sequential electric-al discharge and electrochemical processing with a wire electrode", Uralskii nauchnii vestnik, no. 12 (48), pp. 27-34, 2012 [in Russian].

A. V. Bilan, V. I. Osypenko, and O. P. Plakhotnyi, "Study of the processes of material removal during electrochemical dimensional processing with a wire electrode", Visnyk SevNTU. Ser. Mashyno-pryladobuduvannya ta transport: col. of sci. works (Sevastopol), vol. 118, pp. 107-112, 2011 [in Russian].


Пристатейна бібліографія ГОСТ


[1] Н. К. Фотеев, Технология электроэрози-онной обработки. Москва: Машиностроение, 1980.

[2] E. Macherauch, "Introduction to residual stress", in Advances in surface treatments: 4. Residual stresses, Pergamon Oxford, 1987, pp. 1-35.

[3] E. Macherauch, and K. H. Kloos, "Origin, measurement and evaluation of residual stresses. Residual stresses in science and technology", in Int. Conf. on Residual Stresses, 1986, Garmisch-Partenkirchen, E. Macherauch and V. Hauk, Eds. Germany, 1987, pp. 3-26.

[4] J. Liu, L. Li, and Y. Guo, "Surface integrity evolution from main cut mode to finish trim cut mode in W-EDM of shape memory alloy", Applied Surface Science, 308, pp. 253-260, 2014.

[5] A. Klink, Y. B. Guo, and F. Klocke, "Surface integrity evolution of powder metallurgical tool steel by main cut and finishing trim cuts in wire-edm", Procedia Engineering, 19, pp. 178-183, 2011.

[6] M. Antar, S. Soo, D. Aspinwall, M. Cuttell, R. Perez, and A. Winn, "WEDM of aerospace alloys using 'CleanCut' generator technology", ISEM XVI, Shanghai, pp. 285-290, 2010.

[7] M. T. Antar et al., "Fatigue response of Udimet 720 following minimum damage WEDM", Materials & Design, 42, pp. 295-300, 2012.

[8] J. F. Liu, and Y. B. Guo, "Residual stress modeling in electric discharge machining (EDM) by incorporating massive random discharges", in 3rd CIRP Conf. Surface Integrity (CIRP CSI). Procedia CIRP, 45, pp. 299-302, 2016.

[9] А. В. Билан, В. И. Осипенко, Д. О. Ступак, и Я. Д. Король, "Особенности формирования микрогеометрии и физических свойств поверхностных слоев стали при электроэрозионной вырезной обработке и последовательной электроэрозионной и электрохимической обработке проволочным электродом", Уральский научный вестник, № 12 (48), с. 27-34, 2012.

[10] А. В. Билан, В. И. Осипенко, и А. П. Плахотный, "Исследование процессов съема материала при электрохимической размерной обработке проволочным электродом", Вісник СевНТУ. Серія «Машиноприладобудування та транспорт»: зб. наук. праць (Севастополь), вип. 118, с. 107-112, 2011.





Copyright (c) 2019 Василь Іванович Осипенко, Андрій Вадимович Кондаков, Олексій Володимирович Тімченко