Разработка и исследование установки для электроконтактно-дуговой размерной обработки металлов

• Автор: Смирнов, Евгений Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 286 с. : ил

Оглавление
Введение

1. Состояние исследований процессов контактно-дуговой размерной обработки металлов

1.1, Основные методы электроэрозионной обработки. Электроконтактно-дуговая обработка (резка) металлов

1.2, Физические основы процесса ЭКДРО металлов

1.3, Анализ влияния полярности на износ инструмента.

I (олярная эрозия

1 4. Электроды-инструменты и рабочие среды используемые при ЭКДРО

1.5. Технологические параметры ЭКДРО и их влияние на тепловые процессы в ЭИ и ЭД

1 6, Математическое описание термофизических процессов при ЭКДРО

1.6.1 Передача тепла в заготовку
1.6.2.. Процессы в дуговом разряде
1.7. Выводы
2. Физическая сущность процесса ЭКД выплавления металлов и обоснование выбора тепловой модели
2.1. Физические процессы, протекающие в условиях ЭКДРО
2.2. Выбор действующего источника тепла для решения
тепловой задачи
2.2.1. Стадия контакта
2.2.2. Стадия дугового разряда
2,3. Выводы
3. Расчёт тепловых процессов в электродах при ЭКДРО металлов
3.1. Постановка задачи моделирования тепловых процессов
3.2. Аналитические методы
3.3. Численные методы расчёта температурных полей
3.3.1. Общие понятия о численных методах
3.3.2. Метод конечных элементов
3.3.3. Метод контрольного объёма
3.4. Расчёт температурных режимов на контактной стадии
3.4.1. Учёт влияния параметров источника питания на тепловые процессы на стадии контакта
3.4.2, Расчёт температурного поля в детали
3.5. Моделирование установившегося процесса ЭКДРО
3.5.1. Расчёт температурного поля в обрабатываемом изделии
3.5.2. Расчёт температурного поля в инструменте
3.6. Влияние источника питания на развитие дугового разряда
3.7. Выводы
4, Расчет термодинамических и транспортных свойств плазмы
дуги в парах металла заготовки и 1ЬО при ЭКДРО
4.1. Расчёт состава плазмы дугового разряда
4.2, Расчёт свойств плазмы дугового разряда

4.3, Гидрогазо динамическая задача процесса в условиях
ЭКД метода выплавления металла
4.4. Выводы
5. Модель электрической дуги в условиях ЭКД выплавления
металла в приближении термодинамического равновесия
5.1 Исходные уравнения
5.2. Расчетная область
5.3. Метод решения
5.4. Граничные условия
5.5. Результаты расчета температурных полей в дуговом разряде
5.6 Расчёт составляющих теплообмена на поверхности анода
5.7 Выводы
6. Методика проведения экспериментальных исследований
6.1. Постановка задачи проведения экспериментальных исследований
6.2. Экспериментальные исследования процессов в условиях электроконтактно-дугового метода
6.3. Сравнительный анализ полученных результатов
6.4. Выводы
7. Заключение
Список литературы
Приложение

МЭИ. Задача состоит в том, чтобы, сохраняя текучесть среды обеспечить локальную вязкость в зоне разряда, т.е. непосредственно у поверхности электродов. Подробно физические особенности электроэрозионных процессов в условиях адсорбционного действия технологических сред описаны во многих работах и, в частности в [46]. Также имеется ряд публикаций английских исследователей [58, 56, 57], посвящённых изучению влияния различных сред на производительность процесса ЭКДР и на качество обработанной поверхности.
В настоящей работе исследовался процесс ЭКДР в воде без использования и рассмотрения использования активных рабочих сред. Это связано, в первую очередь с чем, что процесс, происходящий в химически активной среде (водном растворе химического вещества) относится к процессу анодной или анодномеханической обработки, в отличие от происходящего в воде процесса ЭКДО.
1.5. Технологические параметры ЭКДРО и их влияние на тепловые процессы в ЭИ и ЭД
ЭКДР металлов, являясь высокопроизводительным методом, применяется в металлургическом производстве, в машиностроении и для разделения труб и цельных металлических болванок различного диаметра.
Резку высоколегированных сталей (например, Х18Н9Т, ЖС6КП) диаметром 150мм проводят при токе 800А и рабочем напряжении 28В, производительность равна 40см2/мин [14]. Достигается значительная экономия материалов, энергии, зачрат труда. Всё это способствует расширению области приме-