Повышение качества электроимпульсной обработки на основе прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности

• Автор: Бурдасов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ
1 1 Современное состояние вопросов эффективнос ти применения
элекфоимпульсной обработки
1 2 Исследование износа электрод-инсфумета при элекфоимпульсной обработке
1 3 Исследования шероховатости обработанной поверхности после
электроимпульсной обработки
14 Роль рабочей жидкое I и в процессе эпекфоискровой обрабо!ки
1 5 Применение подхо юв нелинейной динамики для исследования процессов электроимпульсной обработки
16 Постановка задачи исследования Цель и задачи работы
ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2 1 Описание объекта и предмета исследований, измерительных преобразователей и применяемой аппаратуры для наблюдения и записи результатов
2 2 Методики проведения экспериментальных и теоретических исследований
2 3 Анализ сигнала акустической эмиссии рет исфируемой в процессе
элек гроимпульсной обрабо I ки
2 4 Применение вейвлем-преобразования для прогнозирования по си: налам акус:ической эмиссии
2 5 Методология про: нозирования износа элскгрод-инстрмен:а и шероховатости обработанной поверхнос:и
2 6 Выводы по паве
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА
3 1 Исследование влияния параметров электроимпульсной обрабо 1ки на износ
элек: рода-инструмента
3 2 Исследование зависимостей параметров нелинейной динамики от режимов электроимпульсной обработки при изменении износа
3 3 Уаановтение коррс :яционны зависимошей меж : износом э юмрод-инстрмен!а и парамефами нелинейной динамики сигнала акусптческой эмиссии
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1 Исследование влияния параметров электроимпульсной обработки на шероховатость обработанной поверхности
4.2 Исследование зависимостей параметров нелинейной динамики от режимов электроимпульсной обработки при изменении шероховатости обработанной поверхности
4.3 Установление корреляционных зависимостей между шероховатостью обработанной поверхности и параметрами нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии
4.4 Рекомендации по режимам обработки для минимизации шероховатости обработанной поверхности и алгоритм прогнозирования
4.5 Выводы по главе
ГЛАВА 5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ
5.1 Математическое моделирование и вычислительный эксперимент
5.2 Ими тационное компьютерное моделирование процесса электроэрозионной обработки
5.3 Проверка адекватности имитационной компьютерной модели процесса электроимпульсной обработки
5.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В диссертационной работе рассматривается актуальная для машиностроительного производства научная и производственная проблема повышения качества электроимпульсной обработки на основе прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности при электроимпульсной обработке методами нелинейной динамики. Обеспечение надежности и эффективности процесса электроимпульсной обработки невозможно без информации о текущем состоянии электрода-инструмента и шероховатости обрабатываемой поверхности. Недоступность зоны обработки, сложность и скоротечность, многофакторность процесса ЭИО вынуждает строить модели и судить о процессе в МЭИ, износе ЭИ и качестве обработанной поверхности по косвенным параметрам. Несмотря на значительные успехи в области прогнозирования износа ЭИ и шероховатости проблема повышения точности и качества ЭИО, быстродействия, надежности и простоты технической реализации и инвариантности к условиям ЭИО остается.
Актуальность темы. Одним из важных направлений повышения качества и точности обработки материалов в современном производстве являются контроль и прогнозирование износа инструмента и оценка шероховатости обрабатываемой поверхности. Однако, как показал анализ результатов исследований, существующие методы не позволяют комплексно контролировать износ электрода-инструмента и шероховатость в процессе электроимпульсной обработки материалов, а следовательно, выходные параметры с высокой степенью достоверности, в режиме реального времени.
Электроимпульсная обработка (ЭИО) в реальных условиях представляет собой сложный физический процесс, который носит нелинейный, стохастический характер. Экспериментальные исследования этого процесса в значительной степени затруднены вследствие сложности внедрения
Рис. 1.2. Формирование микронеровностей: И1 - глубина лунки; Ь, Ь2, ЬЗ, 14-межцентровые расстояния; ИЗ], ИЗ2, ИЗЗ, ИЗ4 - высота бугорков в месте пересечения лунок /104/
Изменения в поверхностных слоях металла под влиянием электро-импульсной обработки. Оптимальный режим электроимпульсной обработки таких материалов как: нержавеющие стали, тугоплавкие материалы, жаропрочные сплавы, инструментальные и конструкционные стали, твердосплавных изделий нельзя установить без учёта тех изменений, которые происходят в поверхностном слое.
1.4 Роль рабочей жидкости в процессе электроискровой обработки
Все физические процессы, сопровождающие ЭИО, протекают в меж-электродной полости, заполненной РЖ, которая влияет на механизм процесса обработки и скорость его отдельных стадий /40/. В работах /20, 40/ указаны следующие функции, которые выполняет жидкая среда в процессе прохождения электрического разряда:
а) захватывая частицы расплавленного металла и пары металла, выбрасываемые из лунки в процессе электрического разряда, жидкость способствует процессу диспергирования продуктов эрозии, образованию шаровидной формы гранул. Также захват частиц жидкостью препятствует осаждению продуктов эрозии одного электрода на противоположном;
б) удаляет продукты эрозии из зоны обработки, очищает межэлектродный промежуток за счет возникновения гидродинамических явлений;
в) способствует стабильному протеканию процесса обработки, в резуль-