ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 1 2025 50 ТЕХНОЛОГИЯ формирования микротрещин на поверхности заготовок из труднообрабатываемых материалов при копировально-прошивной электроэрозионной обработке (КПЭЭО). Номенклатура материалов, для которых исследован процесс образования белого слоя в процессе обработки, сильно ограничена. Актуальной задачей является разработка теоретических зависимостей, позволяющих прогнозировать преобразования поверхностного слоя в процессе обработки, а также толщину, структуру и свойства образованного измененного слоя. Целью работы является теоретическое и экспериментальное исследование дефектного поверхностного слоя, образованного в процессе копировально-прошивной электроэрозионной обработки. Задачи 1. Разработать теоретическую модель единичного импульса в процессе КПЭЭО с возможностью ее применения для различных материалов, позволяющую прогнозировать толщину белого слоя. Получить теоретические значения толщины белого слоя для хромсодержащих сталей 40Х и 35ХГС. 2. Провести экспериментальные исследования толщины белого слоя, образованного в процессе КПЭЭО, для верификации разработанных моделей на примере хромсодержащих сталей 40Х и 35ХГС. 3. Провести экспериментальные исследования сплошности белого слоя после КПЭЭО хромсодержащих сталей 40Х и 35ХГС. 4. Провести экспериментальные исследования влияния режимов КПЭЭО на количество видимых дефектов на обработанной поверхности хромсодержащих сталей 40Х и 35ХГС. Методика исследований Эксперименты проводились на базе Центра коллективного пользования «Центр аддитивных технологий» кафедры «Инновационные технологии машиностроения» ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». В рамках исследования выполнено моделирование единичного импульса разряда на обрабатываемую поверхность методом конечных элементов. Модель состоит из трех частей: 1) определение поля температур в детали от действия распределенного теплового потока; 2) моделирование образования лунки; 3) определение поля температур в детали при ее остывании между импульсами. Все поставленные задачи решались методом конечных элементов с использованием 8-узлового элемента в программном пакете ANSYS Mechanical APDL. Для решения приняты следующие допущения и гипотезы: изотропность обрабатываемого материала; независимость свойств обрабатываемого материала от температуры; постоянство коэффициента конвективного теплообмена; пренебрежение потерями энергии на изменение агрегатного состояния материала; постоянство межэлектродного зазора. При моделировании теплового импульса рассматривалось воздействие распределенного теплового потока на поверхность электрода-детали. Уравнение теплопроводности в осесимметричной постановке в нестационарной задаче имеет вид 2 2 1 , T T T ñ k r t r r r z ⎛ ⎞ ∂ ∂ ∂ ∂ ⎛ ⎞ ρ = − + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ∂ ∂ ⎝ ∂ ⎠ ∂ ⎝ ⎠ (1) где r – текущий радиус; z – текущая высота. Область ABCD принята областью действия рабочего импульса (рис. 1). Рис. 1. Расчетная схема, обозначение границ для рабочего импульса Fig. 1. Design diagram, boundary designation for the working impulse 1 мм
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1