ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. С целью повышения эксплуатационных свойств выпускаемой номенклатуры изделий в машиностроении используются материалы, имеющие повышенные физико-механическими свойства. Применение таких материалов позволяет изготавливать изделия малых габаритов, но обладающих высокими функциональными возможностями. При обработке таких материалов происходит значительный износ режущего инструмента, а при обработке изделий сложного профиля необходимо применять дополнительную оснастку. Данные факторы увеличивают себестоимость изготовления годных изделий. Для обработки таких изделий целесообразно применять электрофизические методы обработки, одним из которых является технология проволочно-вырезной электроэрозионной обработки (ПВЭЭО). Статья посвящена  теоретическому и регрессионному моделированию величины ширины реза при ПВЭЭО труднообрабатываемых материалов. Предметами исследования являются: величина межэлектродного зазора, точность при ПВЭЭО труднообрабатываемых материалов. Цель работы – повышение точности процесса ПВЭЭО сложнопрофильных изделий, выполненных из труднообрабатываемых материалов. Методы. Экспериментальные исследования проводились по методу классического эксперимента и регрессионного анализа. Для проведения экспериментов использовали проволочно-вырезной электроэрозионный станок Electronica EcoCut. Эксперименты проводились на среднем режиме обработки: время включения импульсов – 10 мкс, коэффициент заполнения импульсами – 30 %, напряжение – 75 В. В процессе обработки использовалась латунная проволока bercocut (d = 0,25 мм) и чистая дистиллированная вода. Результаты и обсуждения. Получены теоретическая и регрессионная модель для расчета ширины реза при ПВЭЭО изделий, выполненных из труднообрабатываемых материалов. Показана зависимость параметра от режимов обработки и физико-механических свойств материала. Установлено, что при варьировании коэффициента заполнения T_au функция отклика изменяется согласно квадратичной зависимости. Максимальная величина ширины реза B = 350 мкм достигается при T_au = 40 % и времени включения импульсов T_on =15 мкс. Написана рабочая программа, с помощью которой возможно рассчитать значение ширины реза, а также величину коррекции, вносимой в рабочую программу для выполнения годного размера. Обеспечена точность изготовления детали «крайний лист статора». Данная технология внедрена при производстве изделий нефтедобывающего оборудования.

1. Panner Selvam M., Ranjith Kumar P. Optimization kerf width and surface roughness in wirecut electrical discharge machining using brass wire // Mechanics and Mechanical Engineering. – 2017. – Vol. 21, N 1. – P. 37–55.

2. Analysis of copper mixed kerosene servotherm in EDM of Monel 400 / P.A. Anandakumar, B. Molla, F. Biruke, S. Aravind // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2017. – Vol. 197. – P. 012004. – DOI: 10.1088/1757-899X/197/1/012004.

3. Study on cutting parameter on kerf width using wire electrical discharge machining of Inconel 718 / C.M.H. Che Nor, M. Kasim, E. Mohamad, T. Ito, M. Sulaiman // 24th Design Engineering Systems Division JSME Conference Japan Society of Mechanical Engineers. – Tokushima, Japan, 2014. – Vol. 14–27. – DOI: 10.13140/2.1.1814.7844.

4. Improve wire EDM performance at different machining parameters – ANFIS modeling / I. Maher, L.H. Ling, A.D. Sarhan, M. Hamdi // IFAC-PapersOnLine. – 2015. – Vol. 48, iss. 1. – P. 105–110. – DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.05.109.

5. Rouniyar A.K., Shandilya P. Study on powder mixed elecrtical discharge machining process: a review // DAAAM International Scientific Book. – Vienna, Austria, 2019. – Ch. 10. – P. 123–142. – DOI: 10.2507/daaam.scibook.2019.10.

6. 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.

7. Chowdhury A.G.K., Ali M.Y., Banu A. Analysis of corner radius in dry micro WEDM // International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research. – 2020. – Vol. 9, N 2. – DOI: 10.18178/ijmerr.9.1.158–162.

8. Özerkan H.B. Simultaneous machining and surface alloying of AISI 1040 steel by electrical discharge machining with boron oxide powders // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2018. – Vol. 32 (9). – P. 4357–4364. – DOI: 10.1007/s12206-018-0834-0.

9. Kinoshita N., Fukui M., Kimura Y. Study on wire-EDM: inprocess measurement of mechanical behaviour of electrode-wire // CIRP Annals – Manufacturing Technology. – 1984. – Vol. 33, N 1. – P. 89–92. – DOI: 10.1016/S0007-8506(07)61386-9.

10. Wire analysis and control for precision EDM cutting / Dauw D.F., Sthioul H., Delpretti R., Tricarico C. // CIRP Annals – Manufacturing Technology. – 1989. – Vol. 38, N 1. – P. 191–194. – DOI: 10.1016/S0007-8506(07)62682-1.

11. Dey S., Roy D.C. Experimental study using different tools // International Journal of Modern Engineering Research (IJMER). – 2013. – Vol. 3, iss. 3. – P. 1263–1267.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. Transient response of wire vibration system in wire electrical discharge machining / H. Yamada, N. Mohri, K. Furutani, N. Saito, T. Magara // Journal of the Japan Society for Precision Engineering. – 1997. – Vol. 63, iss. 11. – P. 1548–1552. – DOI: 10.2493/jjspe.63.1548.

16. Шлыков Е.С. Повышение эффективности электроэрозионной обработки изделий из сталей с высокотемпературной износостойкостью: дисс. … канд. техн. наук. – Пермь, 2018. – 127 с.

17. Enache S., Opran C. Dynamic stability of the technological machining system in EDM // CIRP Annals – Manufacturing Technology. – 1993. – Vol. 42 (1). – P. 209–214. – DOI: 10.1016/S0007-8506(07)62427-5.

18. Yan M.-T., Lai Y.-P. Surface quality improvement of wire-EDM using a fine-finish power supply // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2007. – Vol. 47. – P. 1686–1694. – DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2007.01.006.

19. Balleys F., Piantchenko Ch. Surface integrity of materials machined by wire EDM machines // EDM Technology Transfer. – 1996. – Vol. 4. – P. 3–6.

20. Kobayashi K. The present and future technological developments of EDM and ECM // Proceedings of the 11th International Symposium for Electromachining (ISEM-11). – Lausanne, Switzerland, 1995. – P. 29–47.

21. Szczesniak S. Anti-electrolysis is pro EDM // Modern Machine Shop. – 1998. – Vol. 70 (9). – P. 70–74.