• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.09.2023
ПНИПУ
322

Модель Пермского Политеха обеспечит качественную электроэрозионную обработку изделий из труднообрабатываемых материалов

4.3

Ученые Пермского Политеха разработали модель системы промывки глубоких отверстий для копировально-прошивной электроэрозионной обработки материалов. Разработка учитывает влияние угла наклона сопел относительно глубины на производительность обработки и величину давления жидкости.

Модель Пермского Политеха обеспечит качественную электроэрозионную обработку изделий из труднообрабатываемых материалов
Модель Пермского Политеха обеспечит качественную электроэрозионную обработку изделий из труднообрабатываемых материалов / © Getty images / Автор: Plinia Abito

В области машиностроения для обработки труднообрабатываемых материалов эффективен метод электроэрозионной обработки. Он находит применение в самых разных отраслях – от автомобильной до аэрокосмической. Такая технология позволяет получать требуемую форму и размер изделия с помощью импульсов электрического тока. Процесс обработки сопровождается высокой температурой, примерно девять тысяч градусов, из-за чего происходит отложение расплавленных кусков металла, которые затвердевают при охлаждении и негативно влияют на качество обрабатываемой детали и производительность обработки. Накопление эрозионных остатков происходит из-за плохой промывки в пространстве между электродом и деталью, особенно когда необходимо получить сложнопрофильные глубокие отверстия или пазы.

Эффективная промывка повышает производительность, обеспечивая попадание диэлектрической жидкости в зазор и охлаждение инструмента и материала. Ученые из Перми разработали модель системы промывки глубоких отверстий для копировально-прошивной электроэрозионной обработки материалов, которая учитывает влияние угла наклона сопел относительно глубины на производительность обработки и величину давления жидкости.

Результаты исследования опубликованы в журнале Materials. Работа поддержана Российским научным фондом. Электроэрозионная обработка работает путем создания электрического импульса, который испускает горячие искры. Тепло импульсов направлено на то, чтобы расплавить металл от большего металлического блока и аккуратно создать задуманную конструкцию. Весь процесс происходит в ванне с диэлектрической жидкостью (трансформаторное масло), которая охлаждает машину, увеличивая удельное сопротивление воды.

Такая обработка широко применяется для изменения размеров металлических изделий, для получения отверстий различной формы, фасонных полостей, профильных канавок и пазов в деталях авиа- и ракетостроения.

Значение промывки очень важно при электроэрозионной обработке глубоких отверстий. Чем глубже отверстие, тем сложнее промывать обрабатываемую область, так увеличивается время обработки. При плохой промывке шлам, который остается в отверстии, налипает на поверхность электрода-инструмента и детали, что приводит к снижению качества и производительности обработки.

Ученые ПНИПУ выяснили, что с увеличением глубины отверстия усиливаются перепады давления диэлектрической жидкости, а в углах обработанного отверстия накапливается более высокая концентрация шлама. В существующих научных работах при исследовании механизма промывки не учитывается угол наклона сопел относительно глубины на производительность обработки и величина давления жидкости в зоне обработки. Политехники разработали модель распределения потоков рабочей жидкости в зоне обработки, подверженной изменению угла промывки. Моделирование распределения потока выполняли при трех значениях глубины обработки отверстия (2 мм, 10 мм и 15 мм), а также при трех значениях угла наклона сопел относительно оси инструмента (15°, 45° и 75°).

Схема боковой промывки (электрод, боковая промывка, деталь) / © Пресс-служба ПНИПУ

Для проверки теоретического моделирования политехники провели экспериментальные исследования и сравнили значение производительности процесса при различных углах сопла и переменной глубине обработки с результатами моделирования. Экспериментальные исследования показали адекватность полученных математических моделей.

Выяснено, что при обработке отверстий глубиной 10 миллиметров и более следует учитывать угол наклона сопла, так как наблюдается снижение производительности из-за сложности промывки межэлектродного пространства. А наивысшее значение производительности достигается, когда сопла расположены под углом 15 градусов. Также ученые отмечают, что при обработке отверстия глубиной 15 миллиметров происходит интенсивное накопление осадка в зоне обработки.

«Разработанная модель позволяет прогнозировать процесс обработки в зависимости от условий промывки. Получены данные, описывающие изменения в качестве обработанной поверхности в зависимости от угла наклона сопла. Результаты моделирования позволяют прогнозировать возникновения погрешности обработки в условиях ограниченной промывки зоны обработки», – объясняет кандидат технических наук, директор высшей школы авиационного двигателестроения ПНИПУ Тимур Абляз.

Эффективная промывка в процессе электроэрозионной обработки глубоких отверстий сводит к минимуму осаждение шлама на электроде-инструменте и детали, тем самым способствуя стабильной обработке функциональных материалов. Проведенное учеными моделирование поможет избежать снижения качества обрабатываемой поверхности и снижения производительности электроэрозионной обработки труднообрабатываемых изделий сложного профиля. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

Вчера, 17:59
Дарья Г.

На сегодня удалось подтвердить существование тысяч экзопланет, но лишь около 25 из них получилось запечатлеть напрямую. Причем из них лишь шесть объектов старше 100 миллионов лет. И вот, наконец, ученые смогли сделать снимок взрослой экзопланеты.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

22 июля
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно