Введение к работе
Актуальность темы. Повышение эксплуатационных характеристик авиационных агрегатов возможно при условии применения методов размерной обработки, позволяющих повысить производительность обработки, точность формы и физико – механические свойства поверхности. Одним из таких методов является электроэрозионная обработка (ЭЭО), которая в настоящее время в отечественном машиностроении приобретает все более широкое применение. Это обусловлено современными тенденциями совершенствования и развития рассматриваемого метода. Одной из основных задач стоящих перед создателями авиационных агрегатов является интенсификация производственных процессов деталей из труднообрабатываемых материалов. Сегодня ЭЭО стала средством для получения недорогой высокоточной продукции в инструментальном и основном производстве. В настоящее время 5 из 10 электроэрозионных станков приобретаются для производства деталей основного производства, а остальные для инструментального производства. Имеется тенденция увеличения применения ЭЭО в основном производстве. Преимуществом электроэрозионной обработки является то, что при ее использовании путь от чертежа до готовой детали значительно сокращается, что позволяет значительно ускорить производство новых образцов изделий. Расширяющееся применение ЭЭО в производстве авиационных агрегатов обусловлено: широкими технологическими возможностями по обработке сложных конструктивных элементов деталей, включая отверстия и углубления сложной формы, отверстия малого диаметра, фасонные поверхности, сложно-контурные детали и др.; эффективностью при обработке заготовок из закаленных сталей, твердых сплавов, жаропрочных сплавов, тугоплавких металлов и других труднообрабатываемых резанием материалов; эффективностью при изготовлении маложестких и тонкостенных деталей, обусловленной отсутствием или минимальным уровнем действующих на заготовку деформирующих сил, что позволяет существенно уменьшить погрешность обработки, связанную с ограниченной жесткостью технологической системы; обеспечением требуемого состояния поверхностного слоя и высокой точности обработки; автоматизации процесса. ЭЭО, основы которого разработаны в сороковые годы Б.Н.Лазаренко и его учениками в настоящее время уже не считается нетрадиционным методом обработки. По широте использования в машиностроительном производстве она занимает достойное место среди известных методов лезвийной и абразивной обработки.
ЭЭО представляет собой существенно нелинейный стохастический процесс, полная математическая модель которого отсутствует. Поэтому для полного его представления требуются обширные теоретические и экспериментальные исследования. Из-за неустойчивости процесса ЭЭО снижаются ее основные показатели (производительность обработки, шероховатость поверхности), что приводит к повышенному износу электрода-инструмента.
На современных электроэрозионных станках применяется использование средств вычислительной техники, что позволяет управлять выходными параметрами процесса ЭЭО
Цель работы — установление взаимосвязи параметров режима электроэрозионной обработки, обеспечивающих устойчивость процесса и качество обрабатываемых поверхностей.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
- определить основные характеристики механизма электрической эрозии, влияющие на эффективность электроэрозионного формообразования;
выявить параметры, определяющие устойчивость процесса ЭЭО;
экспериментально исследовать процесс ЭЭО (износ ЭИ от параметров единичного импульса, от скорости подачи ЭИ и от высоты обрабатываемой заготовки);
разработать алгоритм проектирования ЭИ;
определить величину формирующейся погрешности при электроэрозионном вырезании;
построить модель формирования поверхностей с учетом износа ЭИ.
Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использованы основные положения технологии машиностроения, фундаментальные положения физики твердого тела, электрохимии, теории управления, методы вычислительной математики с использованием методов математического моделирования современных графических вычислительных пакетов и систем для ЭВМ. Экспериментальные исследования проводились в лабораториях кафедры «Технология машиностроения», в производственных условиях на современном оборудовании с использованием новейших контрольно – измерительных средств.
На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований ЭЭО с использованием различных материалов ЭИ и заготовки; предложенная графическая модель для расчета формирования поверхностей обрабатываемой заготовки с учетом износа ЭИ; методика расчета формирования обрабатываемой поверхности и поверхности ЭИ суммарной величины съема металла, эквивалентной величине сближения электродов; модель изменения размеров проволочного ЭИ, позволяющая определить величину формирующейся погрешности поверхности реза с учетом режима обработки и характеристик рабочей части проволочного ЭИ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлены закономерности, определяющие зависимость скорости и качества обработки при ЭЭО от параметров единичного электроэрозионного разрушения, от скорости подачи электрода – инструмента и от высоты обрабатываемой заготовки;
-установлено, что скорость обработки и качество обработанной поверхности при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью электроэрозионного формообразования -
- наличием принудительной прокачки жидкой среды через межэлектродное пространство;
- сообщением электроду – инструменту возвратно - поступательного движения в направлении подачи;
- повышением амплитудного значения напряжения на электродах;
- результатом выбора пар материалов электродов, состава рабочей жидкости и электрических режимов.
Практическая значимость полученных результатов:
Теоретические положения, разработки и научно–практические рекомендации кандидатской диссертации использованы на ОАО «Высокие Технологии».
1.Разработана методика расчета технологических параметров ЭЭО.
2.Предложены рекомендации по оптимизации режимов обработки внедрены на ОАО «Высокие Технологии».
3.Разработаны рекомендации по снижению погрешностей при электроэрозионной обработке.
Апробация работы.
Основные положения работы докладывались и обсуждались на VII Международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (г.Омск, 2009); ); на международной научно-технической конференции «Инновационные технологии в машино – и приборостроении» (г.Омск, 2010); на III всероссийской молодежной научно – технической конференции «Россия Молодая: передовые технологии – в промышленность» (г.Омск, 2010); на расширенном заседании кафедры “Технология машиностроения” ГОУ ВПО “Омский государственный технический университет” в 2010г.;
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертаций.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных литературных источников (105 наименования). Диссертация содержит 127 страниц основного текста, включая 12 таблиц и 64 рисунка, приложения на 2 страницах. Всего 141 страниц.
