НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o071.pdf (1450.33Кб)

УДК 721.9.048.4

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В статье представлены результаты теоретических исследований обрабатываемости платины методом электроэрозионной обработки (ЭЭО), основанные на решении тепловой задачи о перемещении границы фазового превращения материала – задачи Стефана. Решение задачи позволяет определить глубину проплавления материала при воздействии на него теплового потока, исходя из времени действия этого  теплового потока и физических свойств обрабатываемого материала. Для определения рациональных режимов ЭЭО платины предложено установить связь между ее обрабатываемостью и обрабатываемостью материалов, для которых в настоящее время рациональные режимы ЭЭО определены. Показано, что при небольших плотностях теплового потока, соответствующих чистовым режимам ЭЭО, платину целесообразно обрабатывать на режимах, применяемых для обработки стали 45;  при ЭЭО с более высокими  плотностями теплового потока (например, 50 ГВт/м²),  на режимах, используемых для обработки меди;  а при высоких плотностях теплового потока, соответствующих черновым режимам ЭЭО, на режимах, применяемых для обработки вольфрама. Также в работе представлена полученная зависимость минимальной длительности импульсов тока, при которой начинает плавиться платина и соответственно становится возможным процесс ЭЭО,  от плотности теплового потока. Показано, что обработку платины целесообразно проводить при длительностях импульсов соответствующих значениям, названным эффективной длительностью импульса. Превышение этих значений не приводит к существенному увеличению удаляемого за один импульс материала, но значительно снижает максимальную частоту следования импульсов и, следовательно, производительность ЭЭО. Представлена зависимость эффективной длительности импульса от плотности теплового потока. Также в работе представлены зависимости максимальной глубины проплавления платины и  соответствующей длительности  импульса  от плотности воздействующего теплового потока. Полученные на основе решения тепловой задачи Стефана результаты работы можно использовать для назначения  рациональных режимов ЭЭО платины.

1. Елисеев Ю.С., Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники / под ред. Б.П. Саушкина. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2010. 437 с.
2. Золотых Б.Н., Любченко Б.М. Инженерная методика расчета технологических параметров ЭЭО. М.: Машиностроение, 1981. 51 с.
3. Dhirendra Nath Mishra, Aarti Bhatia, Vaibhav Rana. Study on Electro Discharge Machining (EDM) // The International Journal of Engineering and Science (IJES). 2014. Vol. 3, iss. 2. P. 24-35.
4. Ms. Sharanya S. Nair, Ms. Nehal Joshi. Trends in Wire Electrical Discharge Machining (WEDM): A Review // International Journal of Engineering Research and Applications. 2014. Vol. 4, iss. 12, pt. 1. P. 71-76.
5. Chandramouli S., Shrinivas Balraj U., Eswaraiah K. Optimization of Electrical Discharge Machining Process Parameters Using Taguchi Method // International Journal of Advanced Mechanical Engineering. 2014. Vol . 4, no . 4. P . 425-434.
6. Золотых Б.Н. Основные вопросы теории электрической эрозии в импульсном разряде в жидкой диэлектрической среде: дисс…докт. техн. наук. М., 1967.
7. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи: пер. с англ. М.: Мир, 1983. 512 с.
8. Ставицкий И.Б. Определение рациональных режимов электроэрозионной обработки на основе решения тепловой задачи о перемещении границы фазового превращения материала // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. Спец. вып. «Энергетическое и транспортное машиностроение». С . 164-170.
9. Ставицкий И.Б., Хапаев М.М. Особенности электроэрозионной обработки композиционных поликристаллических сверхтвердых материалов на основе алмаза // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1997. № 2. С . 90 -96.
10. Окулов Н.А. Об одном численном методе решения одномерных задач типа Стефана // Вычислительные методы и программирование. 2011. Т. 12. С. 238-246. Режим доступа:http://num-meth.srcc.msu.ru/index.html (дата обращения 01.10.2015).
11. Калиткин Н.Н., Корякин П.В. Численные методы. В 2 кн. Кн. 2. Методы математической физики. М.: Академия, 2013. 304 с.
12. Gupta S.C. The Classical Stefan Problem: Basic Concepts, Modelling and Analysis. Elsevier, 2003. (North-Holland Series in Applied Mathematics and Mechanics; vol. 45.).