WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 

«Машиностроение и машиноведение УДК 621.9.047 : 004.94 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОВОЛОЧНЫМ ...»

Машиностроение и машиноведение

УДК 621.9.047 : 004.94

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПРОВОЛОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ-ИНСТРУМЕНТОМ:

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА

НА ГЕОМЕТРИЮ РЕЗА

В.М. Волгин, До Ван Донг

Представлены приближенные модели процесса электрохимической обработки

проволочным электродом-инструментом, полученные в рамках локально-одномерного приближения результаты и дано их сравнение с двумерной моделью процесса. Проведен анализ влияния скорости перемещения проволочного электрода-инструмента на геометрию реза и даны рекомендации по проектированию операций электрохимического вырезания наклонных поверхностей.

Ключевые слова: электрохимическая обработка, проволочный электродинструмент, моделирование, эволюция обрабатываемой поверхности.



Введение. Для разрезания и вырезания деталей сложной формы, которые изготовлены из труднообрабатываемых материалов, широко используются различные методы электрофизико-химической обработки, такие, как лазерная, электроэрозионная и электрохимическая обработка. При использовании лазерного и электроэрозионного вырезания на обрабатываемой поверхности формируется зона термического влияния, которая отсутствует при электрохимической обработке (ЭХО) проволочным электродом-инструментом (ПЭИ). Хотя схемы электрохимического вырезания известны уже достаточно давно [1 - 5], недостаточно высокая точность обработки не позволила получить им широкого применения. Однако в последние годы интерес к электрохимическому вырезанию постоянно повышается, особенно при обработке микродеталей [6 - 11]. Это обусловлено целым рядом причин [10 – 16], среди которых можно выделить следующие: отсутствие значительного механического воздействия на ПЭИ и заготовку, что позволяет производить обработку маложестких деталей с высокой точностью; отсутствие термическоговоздействия на заготовку и инструмент;

отсутствие износа ПЭИ; использование импульсов технологического напряжения сверхкороткой длительности (порядка нескольких наносекунд) и сверхмалых межэлектродных зазоров (порядка нескольких микрометров) и т.д.

Закономерности электрохимического формообразования при получении элементов сложной формы в настоящее время изучены недостаточно, так как большинство работ, посвященных исследованию процесса ЭХО ПЭИ, являются экспериментальными.

Целью настоящей работы являются разработка методов определения межэлектродного зазора (МЭЗ) приЭХО ПЭИ с учетом двумерностиИзвестия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 7 электродного поля и результаты численного определения МЭЗ с учетом переменной скорости ПЭИ.

Постановка задачи, основные уравнения. В статье [17] проведено теоретическое исследование электрохимического формообразования проволочным электродом-инструментом при постоянной скорости перемещения ПЭИ. В настоящей ра

–  –  –

Рис. 2. Приближенные локально-одномерные схемы расчета параметров МЭЗ: a– аппроксимация цилиндрического ЭИ электродом-инструментом квадратного сечения; б– комплексная трехзонная аппроксимация; 1 – обрабатываемая заготовка;

2 – цилиндрический ЭИ; 3 – ЭИ квадратного сечения;

4 – межэлектродное пространство, заполненное раствором электролита; S у.б и S у.т – установившийся боковой и торцевой зазорысоответственно; r – радиус ЭИ

–  –  –

Исходя из результатов вычислительных экспериментов, можно сделать вывод, что численные и аналитические результаты согласуются с моделью электрохимической микрорезки проволочным ЭИ [8] (рис. 4).

Рис. 4. Сравнение численных, аналитических результатов и результата модели электрохимического микровырезания [8] проволочным электродом-инструментом: 1 – Sбцил ; 2 – SбПЭИ ; 3 – SбМ Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 7 Наклонное резание. Электрохимическое резание ПЭИ применяется в основном для вырезания в детали или сборке сквозного отверстия сложной формы. При обработке с постоянным наклоном проволоки (рис.

5) необходимо решение, обеспечивающее ее движение при формировании углов в контурах деталей.

Рис. 5. Схема наклонного резания ПЭИ; 1– обрабатываемая заготовка;

2 – ПЭИ; - угол наклона;V1 и V2 – скорости перемещения участков ПЭИ, соответствующих контурам L1 и L2; Н – ширина заготовки При резке наклонных участков, как и следовало ожидать, наблюдается наиболее высокая погрешность резания вследствие суперпозиции отдельных погрешностей.

–  –  –

Погрешность, обусловленная различием скоростей перемещения ПЭИ на разных участках обрабатываемой поверхности, может быть опреМашиностроение и машиноведение делена следующим образом (рис.

6):

= S2 S1 На рис. 7 показана зависимость бокового зазора от скорости перемещения ПЭИ при разных начальных межэлектродных зазорах.

Видно, что при увеличениискорости перемещения ПЭИ боковой зазор уменьшается.

–  –  –

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании операций многокоординатной электрохимической обработки проволочным электродом-инструментом.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект 13-08

–  –  –

1. Metzger M. Electrolytic Saw // Review of Scientific Instruments.





1958. V.29. P. 620-621.

2. Проклова В.Д. Электрохимическая обработка непрофилированным электродом-инструментом. М.: Машиностроение. 1976. 54 с.

3. Chikamori K. Electrochemical wire cutting method. U.S. Patent No.

4052274. 4 Oct. 1977.

4. Itoh T. Method and apparatus for electrically cutting work pieces with a wire electrode. U.S. Patent No. 4317019. 23 Feb. 1982.

5. Bejar M.A., Eterovich F. Wire-electrochemical cutting with a NaNO3 electrolyte // J. Materials Processing Tech. 1995. V.55 (3-4). P. 417-420.

6. Zhu D., Wang K., Qu N.S. Micro wire electrochemical cutting by using in situ fabricated wire electrode // Annals of the CIRP. 2007. V.56(1).

Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып. 7 P.241-244.

7. Shin H.Sh., Kim B.H.,Chu Ch.N. Analysis of the side gap resulting from micro electrochemical machining with a tungsten wire and ultrashort voltage pulses // J. Micromech. Microeng. 2008. V.18. 075009.

8. Wang S., Zhu D., Zeng Y., Liu Y. Micro wire electrode electrochemical cutting with low frequency and small amplitude tool vibration //Int. J. Advanced Manufacturing Technology. 2011. V.53 (5-8). P. 535-544.

9. Osipenko V.I., Stupak D.O., Trigub O.A., Bilan A.V. Calculation of the parameters of the technological-current density distribution during wire electrode electrochemical processing // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2012. V.48. No.2. P.105–110.

10. Spieser A., Ivanov A. Recent developments and research challenges in electrochemical micromachining (µECM) // Int. J. Adv. Manuf. Technol.

2013. V.69. P.563-581.

11. Schuster R. Electrochemical microstructuring with short voltage pulses // ChemPhysChem. 2007 V.8. P. 34-39.

12. Zhitnikov V.P., Fedorova G.I., Zinatullina O.V., Kamashev A.V.

Simulation of non-stationary processes of electrochemical machining // J. Materials Processing Technology.2004. V.149. P.398-403.

13. Давыдов А.Д., Волгин В.М., Любимов В.В. Электрохимическая размерная обработка металлов: процесс формообразования // Электрохимия. 2004. Т.40. N 12. С. 1438-1480.

14. Volgin V.M., Davydov A.D. Modeling of multistage electrochemical shaping // Journal of Materials Processing Technology. 2004. V.149. N 1-3.

P. 466-471.

15. Pattavanitch J., Hinduja S., Atkinson J. Modelling of the electrochemical machining process by the boundary element method // CIRP AnnalsManufacturing Technology. 2010. V.59. P. 243-246.

16. Hinduja S. Kunieda M. Modelling of ECM and EDM processes // CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2013. V.62. P.775-797.

17. Волгин В.М., До В.Д., Давыдов А.Д. Моделирование электрохимической обработки проволочным электродом-инструментом // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. Вып. 11. С. 122-136.

Волгин Владимир Мирович, д-р техн. наук, проф., volgin@.tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет, До Ван Донг, асп., svaolinh_vn2005@yahoo.com.vn, Россия, Тула, Тульский государственный университет

SIMULATION OF ELECTROCHEMICAL MACHINING WITH WIRE

TOOL-ELECTRODE: EFFECT OF TOOL FEED RATE ON GEOMETRY OF SLIT

V.M. Volgin, Do Van Dong Машиностроение и машиноведение This paper presents an approximate model of the wire electrochemical machining, obtained in the framework of locally-one-dimensional approximation. Analysis of the wire tool electrode feed speed on the geometry of the slit and recommendations for the design of electrochemical machining of inclined surfaces are present.

Key words: electrochemical machining, wire tool-electrode, modeling, evolution of workpiece surface.

Volgin Vladimir Mirovich, doctor of technical sciences, professor, volgin@.tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University, Do Van Dong, postgraduate, svaolinh_vn2005@yahoo.com.vn, Russia, Tula, Tula State University УДК 666.76

ДИНАМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ РЕЗИНОВОГО

ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

–  –  –

Рассмотрен метод изучения характеристик резинового пневматического элемента, участвующего в качестве упругой системы вибростола.

Ключевые слова: резиновый пневматический элемент, вибрационный стол, амплитуда и частота колебаний.

Учитывая достоинства и недостатки существующих вибрационных столов и применяемых в них вибровозбудителей и упругих систем была разработана конструкция универсального вибрационного стола с упругой системой в виде резиновых пневматических элементов[1].

Одним из важнейших вопросов построения математической модели вибростола с резиновыми пневматическими элементами(РПЭ) в качестве упругой системы является идентификация демпфирующих свойств резинового пневматического элемента. Поэтому рассмотрим схему динамического эксперимента при возбуждении свободных продольных колебаний падающим грузом (рис. 1).

Груз массой М размещен над РПЭ на контролируемой высоте Н; в момент времени, принимаемый за начало отсчета, груз освобождается и падает на РПЭ. Контакт между массами М и mобеспечивается липкой прокладкой. Далее система "Груз М + ПА" совершает свободные колебания, ускорение которых регистрируется пъезоэлектрическим акселерометром



Похожие работы:

«К 45-летию факультета химического машиностроения НТУ «ХПИ» _ Товажнянский Л.Л., Ведь В.Е. РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ КАФЕДРЫ «ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ» НТУ «ХПИ» Кафедра «Общая химическая технология» (ОХТ) Харьковского химикотехнологического института (ХХТИ) была основа в 1927 году. Первым заведующим кафедрой был профессор Некрич М.И., автор учебника по курсу общей химической технологии и 130 научных работ. Широкое использование в промышленности получили исследования,...»

«С. Г. СЕЛИВАНОВ, М. Б. ГУЗАИРОВ СИСТЕМОТЕХНИКА ИННОВАЦИОННОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ Москва «Машиностроение» УДК 621:658.5 ББК 34.4:65.23 С29 Рецензенты: ген. директор ОАО НИИТ, д-р техн. наук, проф. В. Л. Юрьев; техн. директор ОАО УМПО, д-р техн. наук, проф.С. П. Павлинич Селиванов С. Г., Гузаиров М. Б. С29 Системотехника инновационной подготовки производства в машиностроении. – М.: Машиностроение, 2012. – 568 с. ISBN 978-5-217-03525-0 Представлены результаты...»

«1. Баландин, Геннадий Федорович Основы теории формирования отливки: в 2 ч. Ч.2: Формирование макроскопического строения отливки [Учебник для вузов]/ Г.Ф. Баландин М.: Машиностроение, 1979 2. Баландин, Геннадий Федорович Формирование кристаллического строения отливов. Кристаллизация в литейной форме /Г.Ф. Баландин – М.: Машиностроение,1973 3. Бернштейн,Марк Львович Механические свойства металлов [Учебник для вузов по спец. «Физика металлов]/ М.Л. Бернштейн -М.:Металлургия,1979 4. Бернштейн,...»

«www.generalexpo.ru | +7 (909) 993 18 59 | info@generalexpo.ru Организатор: Выставочный центр «ЭКСПО-КАМА» при поддержке Правительства Республики Татарстан, Мэрии и Исполнительного комитета города Набережные Челны Место проведение: 423800, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, пр. Автозаводский, р-н Форт Диалога, 52 комплекс, ВЦ «ЭКСПО-КАМА» Почтовый адрес: 423826, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, а/я 38, тел./факс: +7 (8552) 470-102, 470-104 Сайт: Http://www.expokama.ru, E-mail:...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО НАУЧНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиностроения Российской академии иаук (ИПМРАН) Белинского УЛ.,д. 85, НИЖНИЙНовгород, 603024. Тел.lфакс (831) 432-03-00. E-mail; pevn@uic.nnov.rи ОКПО 04836215, ОГРН 1127747300042, ИНН 5262285264, КПП 526201001 ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ ОРГ АПИЗАЦИИ федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт проблем машиностроения Российской академии наук на диссертацию Лапшина Дениса...»





Загрузка...


 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.