Теоретические основы электрической обработки контактным непрерывным оплавлением, создание технологии и оборудования для его реализации

• Автор: Шамсутдинов, Фаиз-рахман Ахметсалимович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 274 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Общая характеристика электрической обработки. Основные закономерности электрофизических явлений в межэлектродном промежутке, обусловленные прохождением тока
1.1.1. Основные закономерности электрофизических явлений в межэлектродном промежутке, обусловленных прохождением тока
1.2. Физические процессы, обуславливающие разновидности электроэрозионных методов обработки

1.3. Особенности физических процессов, характеризующие электроконтактную обработку

1.4. Анализ энергетической эффективности методов электрической обработки

1.5. Выводы, цель и задачи исследования

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО

МЕТОДА РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОНТАКТНЫМ НЕПРЕРЫВНЫМ ОПЛАВЛЕНИЕМ

2.1. Физические предпосылки и принципиальные особенности осуществления электрической обработки контактным непрерывным оплавлением
2.2. Принципиальная схема технического осуществления электрической-обработки контактным непрерывным оплавлением
2.3. Электрофизические процессы взрывно-искрового эффекта непрерывного оплавления металлов в межэлектродном пространстве

2.4. Технологические особенности процесса электрической обработки контактным непрерывным оплавлением
2.5. Выводы
3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗОНЕ ОБРАБОТКИ
3.1. Исходные положения гидродинамики и теории пограничного слоя несжимаемой жидкости
3.2. Физические предпосылки силового взаимодействия и возникновения движения прослойки жидкого металла в технологической зоне обработки
3.3. Моделирование процесса эвакуации продуктов расплава жидкого металла из технологической зоны обработки
3.4. Моделирование процессов силового нагружения обрабатывающего инструмента в широком диапазоне условий обработки
3.4.1. Физический механизм и количественная оценка момента сопротивления, обусловленные силами трения на внешней границе слоя эвакуации
3.4.2. Количественная оценка момента сопротивления, обусловленного приращением количества движения эвакуируемого объема расплава жидкого металла из межэлектродного промежутка
3.4.3. Количественная оценка аэродинамической составляющей момента сопротивления вращению обрабатывающего инструмента
3.5. Выводы
4. ТЕПЛООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗОНЕ ОБРАБОТКИ
4.1. Закономерности протекания теплообменных процессов в технологической зоне обработки. Разработка модельных условий

4.2. Моделирование процесса нагрева и плавления материала обрабатываемой заготовки в технологической зоне обработки
4.3. Моделирование теплового состояния обрабатывающего инструмента и расчетное определение теплового потока, расходуемого на его нагрев и теплоотдачу в окружающую среду
4.3.1. Расчет теплового потока, расходуемого на нагрев обрабатывающего инструмента
4.3.2. Оценка потерь тепловой энергии, обусловленной теплоотдачей от обрабатывающего инструмента в окружающую среду
4.4. Оценка энергетической эффективности процесса электрической обработки контактным непрерывным оплавлением
5. СОЗДАНИЕ РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОНТАКТНЫМ НЕПРЕРЫВНЫМ ОПЛАВЛЕНИЕМ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕСА ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ. ОЦЕНКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЕХАНИЗМА УНИПОЛЯРНОГО ОПЛАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ЗАГОТОВКИ
5.1. Основные признаки и конструктивно-технологические параметры процесса электрической обработки контактным непрерывным оплавлением
5.2. Создание апробированных расчетно-аналитических методов проектирования технологии электрической обработки контактным непрерывным оплавлением
5.3. Моделирование процесса формирования качества обработанной поверхности, образованной электрической обработкой контактным непрерывным оплавлением

возможность применения обрабатывающих инструментов из недорогих конструкционных сталей.
3. Для съёма материала с заготовки в известных методах электрической обработки преимущественно используются явления электрической эрозии, невысокая эффективность которых объясняется самой физической природой протекания рабочих процессов, органически обуславливающих существенные потери электрической энергии на процессы преобразования и ионизации в канале разряда, рассеивание энергии на нагрев технологической жидкости, являющейся одним из элементов, создающих механизм эрозионного разрушения в межэлектродном промежутке, и потери энергии на нагрев эвакуируемого из МЭП расплавленного металла выше температуры его плавления и частичное испарение.
4. Высокой энергетической эффективностью обладают методы электротермического воздействия на материалы, использующие взрывноискровой эффект оплавления, широко применяемые в операционнотехнологических процессах электрошлаковой и стыковой сварки непрерыв-

ным оплавлением.
Возможность использования ВИЛ - непрерывного оплавления, собственно, для размерной обработки материалов ранее не рассматривалась.
Выполненный анализ состояния проблемы позволяет сформулировать цель и задачи настоящего исследования.
Цель работы - Создание теоретических основ качественно нового энергоэффективного метода размерной электрической обработки контактным непрерывным оплавлением (ОКНО), физическую основу которого составляют использование в качестве источника электротепловой энергии взрывноискрового процесса непрерывного оплавления, возникающего в межэлектродном промежутке (МЭП) в условиях непрерывно существующего неплотного электрического контакта между быстроперемещающейся рабочей поверхностью обрабатывающего инструмента (ОИ) и обрабатываемой поверхностью заготовки, обусловленного эффектом Джоуля-Ленца и целенаправ-