Определение остаточных напряжений, износа инструментами производительности при электроэрозионной обработке
Характеристика остаточных напряжений, износа инструментов и производительности при электроэрозионной обработке. Исследование влияния теплового фактора при локальном нагреве материала заготовки. Анализ факторов, влияющих на износ электрода-инструмента.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2018 |
| Размер файла | 79,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ИЗНОСА ИНСТРУМЕНТАИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ
С.Ю. Съянов
Представлены данные по теоретическому определению остаточных напряжений, износа инструмента и производительности при электроэрозионной обработке. Выявлены основные факторы, оказывающие влияние на перечисленные параметры.
Электроэрозионная обработка основана на процессе электрической эрозии, в результате которого происходит удаление материала с поверхности изделия. Поверхность электродов разрушается вследствие плавления и частичного испарения материала.
На величину и глубину залегания технологических остаточных напряжений (ТОН) при электроэрозионной обработке влияют тепловой фактор процесса обработки т и фазовые превращения ф, протекающие в зоне обработки.
Влияние теплового фактора. Тепловой фактор может привести к формированию на поверхности как растягивающих ТОН, так и сжимающих.
При локальном нагреве материала его тонкий поверхностный слой быстро нагревается на небольшой площади до очень высоких температур. В начальный момент времени поверхностный слой с температурой 1 увеличивает свой объем в результате теплового расширения (рис. 1 а), нижележащие слои с меньшей температурой 0 препятствуют этому и создается устойчивое состояние, при котором верхний слой расширен вследствие тепловой деформации тепл, а нижний ?растянут им из-за пластической деформации пласт (рис. 1 б). Затем верхний слой остывает и стремится занять исходный объем (рис. 1 в), но нижний ? этому препятствует, в результате создается новое устойчивое состояние, при котором верхний слой находится в состоянии упругого растяжения, т.е. его длина меньше номинальной после пластического растяжения. Следовательно, верхний слой испытывает растягивающую нагрузку со стороны нижнего (растягивающие ТОН 00), а нижний - сжимающую нагрузку со стороны верхнего (сжимающие ТОН 00) (рис. 1 г).
Влияние фазовых превращений. Если фазовые превращения, протекающие при обработке, сводятся к превращению - фазы (ГКЦ - решетки) в - фазу (ОЦК - решетку), то формируются сжимающие ТОН, если наоборот - растягивающие.
Рис. 1. Влияние теплового фактора при локальном нагреве материала заготовки
Таким образом, уравнение, описывающее формирование суммарных ТОН 0, имеет вид
0=тф.
Для расчета фазовой составляющей ТОН можно воспользоваться методикой [1], для расчета тепловой составляющей ТОН - зависимостью
,
где т - тепловая составляющая ТОН, МПа; - коэффициент линейного расширения материала; Е - модуль упругости материала; 1, 0 - температуры обработки и сравнения (0=20 С).
Износ электрода-инструмента. Факторы, влияющие на износ электрода-инструмента при электроэрозионной обработке, представлены на рис. 2.
обработка электроэрозионный инструмент износ
Рис. 2. Факторы влияющие на износ электрода-инструмента
Учитывая приведенные факторы и зная, какой объем металла удаляется с поверхности за один импульс [2], можем определить объемный износ электрода - инструмента.
Объем материала, удаляемого с поверхности за один импульс,
,
где U - напряжение, В; I - ток, А; и - длительность импульса, с; 1 - коэффициент, показывающий, какое количество энергии идет на разрушение электрода-инструмента (можно рассчитать по методике, представленной в [3]); си - удельная теплоемкость материала инструмента, Дж/кг·К; и - плотность материала инструмента, кг/м3; Тпли - температура плавления материала инструмента, К.
Усредняя по времени значения тока и напряжения и зная объем материала, удаляемого за один импульс, можем найти объемный износ электрода-инструмента в единицу времени
,
где - объемный износ электрода-инструмента, мм3/мин.
Таким образом, из полученной теоретической зависимости видно, что износ электрода-инструмента зависит от свойств материала инструмента, режимов электроэрозионной обработки и свойств обрабатываемого материала, которые учитываются при расчете коэффициента и.
Производительность электроэрозионной обработки. На производительность при электроэрозионной обработке влияют следующие факторы:
1) физико-механические свойства обрабатываемого материала;
2) физико-механические свойства материала электрода-инструмента;
3) режимы электроэрозионной обработки (ток, напряжение, длительность импульса);
4) свойства диэлектрической жидкости.
Для определения производительности необходимо знать глубину лунки, образующейся в результате электроэрозионной обработки, которую можно определить по зависимости [2]
Зная, что данная глубина лунки образуется в результате единичного импульса, и зная величину припуска, который необходимо удалить, а так же принимая во внимание перекрытие соседних лунок, можем определить производительность электроэрозионной обработки.
,
,
где Q - производительность электроэрозионной обработки, мм3/мин; - коэффициент перекрытия лунок (1,15); и - коэффициент полезного использования энергии импульса [3]; Тпл - температура плавления обрабатываемого материала, К; сд - удельная теплоемкость материала детали, Дж/кг·К; и - плотность материала детали, кг/м3.
Таким образом, видно, что на производительность процесса электроэрозионной обработки влияют все перечисленные факторы. Причем основное влияние оказывают режимы обработки, остальные факторы влияют меньше. При выводе расчетных зависимостей для производительности не был учтен износ электрода - инструмента, с увеличением которого будет возрастать и длительность обработки.
В заключение следует отметить, что с помощью полученных теоретических зависимостей можно рассчитывать остаточные напряжения, износ инструмента и производительность процесса электроэрозионной обработки еще на стадии технологической подготовки производства; это, в свою очередь, позволяет по заданным значениям указанных параметров выбирать режимы обработки и инструментальный материал.
Список литературы
1. Албатачнев, А.Ю. Моделирование остаточных напряжений при механической обработке и эксплуатации: труды междунар. науч.-техн. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы технологии машиностроения». Ч. 3 / А.Ю. Албатачнев. - Орел, 2001. - 7 с.
2. Суслов, А.Г. Формирование и расчет шероховатости поверхности деталей при электроэрозионной обработке. Прогрессивные технологии и системы машиностроения: междунар. сб. науч. трудов/А.Г. Суслов, С.Ю. Съянов. - Донецк: ДонГТУ, 2000. - Вып. 10. - С. 239 - 244.
3. Артамонов, Б.А. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: учеб. пособие. В 2 т. Т.1/ Б.А. Артамонов, Ю.С. Волков, В.И. Дрожалова [и др]. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методики проектирования электрода-инструмента для прошивки отверстия методом электроэрозионной обработки. Анализ обрабатываемого материала - сталь У10А. Расчет технологических параметров обработки. Операционный маршрут изготовления электрода-инструмента.
курсовая работа [314,4 K], добавлен 28.01.2014Радиальная составляющая силы резания. Определение погрешности выполняемого размера и формы обрабатываемой поверхности при обработке партии заготовок. Расчет размерного износа инструмента. Тепловые деформации станка, заготовок и режущего инструмента.
презентация [1,1 M], добавлен 26.10.2013Электропечь и описание производства стали в ней. Виды износа режущего инструмента и влияние на износ инструмента смазывающе-охлаждающей жидкости и других факторов. Процессы, протекающие при химико-термической обработки стали. Виды ХТО и их применение.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 13.01.2008Принцип, методика и технология электроэрозионной обработки для изменения формы и размеров обрабатываемой заготовки. Расчет и проверка основных параметров электрических разрядов, вызывающих микроэрозию; определение производительности и времени обработки.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 14.09.2011Электрофизические и электрохимические технологии, их применение. Схема разрушения электродов при электроэрозионной обработке. Режимы электроимпульсной и электроискровой обработки, их отличия. Характеристика электроэрозионного проволочно-вырезного станка.
презентация [1,2 M], добавлен 21.12.2015Вычисление главных напряжений. Углы наклона нормалей. Определение напряжений на наклонных площадках. Закон парности касательных напряжений. Параметры прочностных свойств материала, упругих свойств материала. Модуль упругости при растяжении (сжатии).
контрольная работа [417,0 K], добавлен 25.11.2015Исследование способа снижения уровня остаточных напряжений в металлоконструкциях, стабилизации их формы и размеров, повышения циклической долговечности. Характеристика воздействия на металл конструкции знакопеременными нагрузками на резонансных частотах.
презентация [439,1 K], добавлен 07.12.2011История возникновения электрических методов обработки. Общая характеристика электроэрозионной обработки: сущность, рабочая среда, используемые инструменты. Разновидности и приемы данного типа обработки, особенности и сферы их практического применения.
курсовая работа [34,8 K], добавлен 16.11.2010Геометрические параметры токарного расточного резца с пластиной из твердого сплава, предназначенного для предварительного растачивания на проход без ударных нагрузок заготовки. Скорость резания при обработке заготовки. Частота вращения шпинделя станка.
контрольная работа [177,0 K], добавлен 06.09.2012Разработка способа обработки для нанесения микрорельефа на сальниковые шейки деталей ВАЗ. Факторы, обеспечивающие возникновение остаточных напряжений сжатия и повышение микротвердости поверхности. Описание основных вредных производственных факторов.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 29.09.2010Изучение методики и экспериментальное определение напряжений в элементах конструкций электротензометрированием; сравнение расчетных и экспериментальных значений напряжений и отклонений от них. Определение напряжений при изгибе элемента конструкции.
лабораторная работа [1,0 M], добавлен 06.10.2010Определение общего КПД привода. Выбор материала и определение допускаемых напряжений, проектный расчет закрытой цилиндрической передачи быстроходной ступени. Выбор материала и определение допускаемых напряжений тихоходной ступени. Сборка редуктора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.07.2009Технологический процесс изготовления лопатки. Глубинное шлифование деталей из жаропрочных сплавов. Изготовление алмазных роликов. Процесс гидродробеструйного упрочнения. Определение остаточных напряжений. Оборудование для усталостных испытаний лопаток.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 12.04.2014Создание метода определения параметров линейной механики разрушения на основе измерения деформационного отклика с помощью электронной спектр-интерферометрии. Параметры механики разрушений для трещин, распространяющихся в поле остаточных напряжений.
контрольная работа [811,2 K], добавлен 03.09.2014Осадка металла как формоизменяющая технологическая операция. Схема осадки прямоугольной заготовки. Анализ распределения нормальных напряжений на контактной поверхности заготовки. Распределение нормальных напряжений на контактной поверхности заготовки.
контрольная работа [720,4 K], добавлен 19.06.2012Физическая природа, механизмы релаксации напряжений в металлах и сплавах. Методы изучения релаксации напряжений. Влияние различных факторов на процесс релаксации напряжений и ее критерии. Влияние термомеханической обработки на стойкость сталей и сплавов.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 03.05.2009Описание конструкции изделия и оценка его технологичности. Требования к сварочным материалам. Разработка в прокате заготовительных операций. Обоснование выбора сварочного оборудования. Способы предупреждения деформации и уменьшения остаточных напряжений.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.04.2015Основные особенности обработки деталей плоским шлифованием торцом круга на токарно-винторезном станке 1К62. Анализ интенсивности и глубины распространения наклепа, величины и характера остаточных напряжений. Частота вращения шлифовального круга.
доклад [36,0 K], добавлен 06.02.2012Адгезионное изнашивание как перенос инструментального материала на деталь и стружку в результате адгезии (схватывания). Знакомство с особенностями внешнего появления изнашивания инструмента в процессе резания. Характеристика относительного износа.
презентация [1,0 M], добавлен 29.09.2013Отжиг для снятия остаточных напряжений. Температурный порог рекристаллизации. Полный, изотермический, нормализация, неполный, отжиг на зернистый перлит. Закалка без полиморфного превращения и старение цветных сплавов. Особенности сквозной прокаливаемости.
лекция [186,4 K], добавлен 29.09.2013
