Комплексный анализ процесса электроэрозионной обработки биметаллического материала сталь-медь

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Развитие современного машиностроения вызывает необходимость создания материалов, обладающих комплексом таких свойств как прочность, коррозионная стойкость, теплопроводность, жаропрочность, износостойкость и др. При изготовлении новых видов изделий, обладающих сложным профилем, широкое применение находят биметаллические материалы. Для обработки таких изделий целесообразно применять электрофизические методы обработки, одним из которых является технология копировально-прошивной электроэрозионной обработки (КПЭЭО). В настоящее время метод КПЭЭО является одним из самых распространенных методов обработки современных материалов. Статья посвящена повышению эффективности КПЭЭО биметаллических материалов типа сталь-медь. Предметами исследования являются: неравномерность съёма материала обработанной поверхности, параметр шероховатости при КПЭЭО биметаллического материала типа сталь-медь при различных режимах электроэрозионной обработки. Целью работы является повышение эффективности и точности процесса КПЭЭО сложнопрофильных биметаллических изделий электродами-инструментами (ЭИ) с различными физико-механическими свойствами. Методы. Экспериментальные исследования проводились по методу классического эксперимента. Для проведения экспериментов использовали копировально-прошивной электроэрозионный станок Smart CNC. В качестве биметаллического обрабатываемого изделия использована стальная подложка с наплавленным покрытием. Материал основы – сталь 09Г2С, материал наплавки – медь М1. В качестве электродов-инструментов использовали: сталь 20; дюралюминий марки Д16; медь М2. Результаты и обсуждения. Разработана теоретическая модель, позволяющая рассчитать величину съёма биметаллического материала сталь-медь в зависимости от режимов КПЭЭО и материала ЭИ. Сходимость теоретической модели с результатами экспериментов составляет 15 %. Проведено экспериментальное исследование износа ЭИ при КПЭЭО биметаллического материала сталь-медь в зависимости от режимов обработки и материала ЭИ. Установлено, что при КПЭЭО медным ЭИ на режимах med и max износ ЭИ минимален и составляет 0,03…0,05 мм соответственно. Проведён расчет параметров шероховатости и анализ обработанной поверхности биметаллического материала сталь-медь КПЭЭО на разных режимах обработки ЭИ с различными электрофизическими свойствами.

Об авторах

Е. С. Шлыков

Email: Kruspert@mail.ru
канд. техн.наук, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский проспект, 29, г. Пермь, 614990, Россия, Kruspert@mail.ru

Т. Р. Абляз

Email: lowrider11-13-11@mail.ru
канд. техн. наук, Доцент, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Комсомольский проспект, 29, г. Пермь, 614990, Россия, lowrider11-13-11@mail.ru

Список литературы

  1. Особенности применения композиционного материала «алюминий – нитрид бора» в авиационных двигателях / А.А. Живушкин, Е.А. Козлова, И.А. Чубуков, А.Ю. Марова // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – 2009. – № 3 (19). – С. 235–239.
  2. Голованенко С.А., Меандров Л.В. Производство биметаллов. – М.: Металлургия, 1966. – 132 c.
  3. Матвеев А.С., Матвеев М.С. Особенности применения конструкционных материалов при изготовлении электродов вакуумных приборов // Конструкции из композиционных материалов. – 2010. – № 2. – С. 28–31.
  4. Грицюк В.Г. Режимы и технология обработки биметаллов с наложением электрического поля: дис.... канд. техн. наук: 05.03.01. – Воронеж, 2005. – 201 с.
  5. Плазменная наплавка меди на сталь на токе обратной полярности / С.Д. Неулыбин, Ю.Д. Шицын, П.С. Кучев, И.А. Гилев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2014. – Т. 16, № 1 (2). – С. 468–471.
  6. Абляз Т.Р., Ханов А.М., Хурматуллин О.Г. Современные подходы к технологии электроэрозионной обработки материалов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 112 с.
  7. Погонин А.А., Бойко А.Ф., Блинова Т.А. Дисперсный анализ продуктов электроэрозионной прецизионной обработки // Технология машиностроения. – 2010. – № 6. – С. 26–28.
  8. Слюсарев М.В. Исследование параметров качества биметаллических листов // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 9. – 2007. – Вып. 6. – С. 176–182.
  9. Lee H.T., Tai T.Y. Relationship between EDM parameters and surface crack formation // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – Vol. 142, iss. 3. – P. 676–683. – doi: 10.1016/S0924-0136(03)00688-5.
  10. Das S., Klotz M., Klocke F. EDM simulation: finite element-based calculation of deformation, microstructure and residual stresses // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – Vol. 142, iss. 2. – P. 434–451. – doi: 10.1016/S0924-0136(03)00624-1.
  11. Журин А.В. Методы расчета технологических параметров и электродов-инструментов при электроэрозионной обработке: дис. … канд. техн. наук: 05.03.01. – Тула, 2005. – 132 с.
  12. Tang J., Yang X. A thermo-hydraulic modeling for the formation process of the discharge crater in EDM // Procedia CIRP. – 2016. – Vol. 42. – P. 685–690. – doi: 10.1016/j.procir.2016.02.302.
  13. Tsai H.C., Yan B.H., Huang F.Y. EDM performance of Cr/Cu-based composite electrodes // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2003. – Vol. 43, iss. 3. – P. 245–252. – doi: 10.1016/S0890-6955(02)00238-9.
  14. Relationship between occurrence of material removal and bubble expansion in electrical discharge machining / S. Hayakawa, Y. Sasaki, F. Itoigawa, T. Nakamura // Procedia CIRP. – 2013. – Vol. 6. – P. 174–179. – doi: 10.1016/j.procir.2013.03.095.
  15. Шлыков Е.С., Сиротенко Л.Д. Особенности обработки биметаллических материалов электродами с разными физико-механическими свойствами // Журнал магистров. – 2016. – № 1. – С. 199–203.
  16. Плошкин В.В. Структурные и фазовые превращения в поверхностных слоях сталей при электроэрозионной обработке: дис. … канд. техн. наук. – М., 2006. – 281 с.
  17. Tao J., Ni J., Shih A.J. Modeling of the anode crater formation in electrical discharge machining // Journal of Manufacturing Science and Engineering. – 2012. – Vol. 134 (1). – P. 011002. – doi: 10.1115/1.4005303.
  18. Dey S., Roy D.C. Experimental study using different tools/electrodes E.G. copper, graphite on M.R.R of E.D.M process and selecting the best one for maximum M.R.R in optimum condition // International Journal of Modern Engineering Research. – 2013. – Vol. 3, iss. 3. – P. 1263–1267.
  19. Weingärtner E., Kuster F., Wegener K. Modeling and simulation of electrical discharge machining // Procedia CIRP. – 2012. – Vol. 2. – P. 74–78. – doi: 10.1016/j.procir.2012.05.043.
  20. Janmanee P., Muttamara A. Performance of difference electrode materials in electrical discharge machining of tungsten carbide // Energy Research Journal. – 2010. – Vol. 1, iss. 2. – P. 87–90. – doi: 10.3844/erjsp.2010.87.90.
  21. Abbas N.M., Solomon D.G., Bahari Md. F. A review on current research trends in electrical discharge machining (EDM) // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2007. – Vol. 47. – P. 1214–1228. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2006.08.026.
  22. Yeo S.H., Kurnia W., Tan P.C. Electro-thermal modelling of anode and cathode in micro-EDM // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2007. – Vol. 40 (8). – P. 2513–2521. – doi: 10.1088/0022-3727/40/8/015.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).