satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2018-17-3-190-197sat-1677Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБРАБАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА С НАПЛЫВАМИ МЕТАЛЛА, ПОЛУЧЕННЫМИ НА ГЛАДКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ШТРИПСЫ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЕЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯPHYSICAL MODELING OF CONDITIONS ON INTERACTION OF PROCESSED MATERIAL WITH METAL DEPOSITS OBTAINED ON SMOOTH SURFACE OF STRIPS DUE TO ITS ELECTRO-EROSION MODIFICATIONКиселевМ. Г.KiselevM. G.

Доктор технических наук, профессор 

Адрес для переписки: Киселев Михаил Григорьевич – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 22, 220013, г. Минск. Тел.: +375 17 292-40-81    kipp@bntu.by

Address for correspondence: Kiselev Mihail G. – Belarusian National Technical University, 22 Ya. Kolasа str., 220013, Minsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 17 292-40-81    kipp@bntu.by

 

 

kipp@bntu.byМоничС. Г.MonichS. G.

Кандидат технических наук

БогданП. С.BohdanP. S.

Аспирант

СидоровК. А.SidorovK. A.Белорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201831052018173190197Copyright © Киселев М.Г., Монич С.Г., Богдан П.С., Сидоров К.А., 20182018Киселев М.Г., Монич С.Г., Богдан П.С., Сидоров К.А.Kiselev M.G., Monich S.G., Bohdan P.S., Sidorov K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/1677

Статья посвящена физическому моделированию процесса взаимодействия обрабатываемого материала с наплывами металла по краю лунок, полученными на гладкой поверхности инструмента в результате ее электроэрозионного модифицирования. Приведена методика получения на режущем инструменте (штрипсе) единичных лунок. Описаны основные геометрические элементы, полученные в результате воздействия единичного электрического разряда. Указаны геометрические параметры единичной лунки, полученной на рабочей поверхности штрипсы при таком воздействии. Приведены обоснование и описание примененного в исследованиях макета ленточного инструмента – штрипсы в виде латунной полосы, на которой закреплена шайба с различным радиусом скругления наружной кромки, моделирующая наплывы металла на ее модифицированной рабочей поверхности. Изложена методика проведения экспериментов, заключавшихся в исследовании условий взаимодействия созданного макета штрипсы с обрабатываемым материалом, включая описание устройства для изучения процесса взаимодействия шайбы с образцами из парафина и гипса. Представлены фотографии, позволяющие визуализировать процесс разрушения шайбой (модель наплывов металла) образцов. Показаны стадии разрушения образцов при использовании шайб с разным радиусом скругления, описан характер разрушения различных материалов образцов. Приведены и обсуждены результаты исследований, отражающие влияние формы наружной кромки шайбы, в частности радиуса ее скругления, на протекание характерных стадий процесса разрушения образцов из парафина и гипса. Экспериментально подтверждено, что образовавшиеся по краю лунки наплывы металла, выходящие за исходный контур поверхности, представляют собой режуще-деформирующие элементы, способные разрушать материал, уступающий по твердости металлу наплывов.

The paper is devoted to a physical modeling of the process pertaining to interaction of the machined material with metal deposits along a hole edge which are obtained on a smooth tool surface due to its electro-erosion modification. A technique for obtaining single holes on a cutting tool (strip) is given in the paper. The paper describes main geometric elements which have obtained due to the action of a single electric discharge. Geometric parameters of a single hole initiated on a working strip surface in the course of this effect have been given in the paper. The paper provides a justification and description of a tape tool prototype used in the investigations brass band strips, on which a washer with different rounding radius of an outer edge is fixed. The prototype makes it possible to simulate metal deposits on the modified working surface of the strips. The paper presents methodology for carrying out experiments on investigations for interaction of the created strip prototype with a processed material, including a description of a device for studying the process of washer interaction with the samples from paraffin and gypsum. Photographs are given that allow to visualize a destruction process of samples which is caused by a washer (model of metal deposits). The paper shows stages of sample fracture when using washers with different rounding radius and describes nature of the destruction for various sample materials. The results of the conducted studies reflecting an influence of the shape of an outer washer edge, in particular a radius of its rounding, on the course of characteristic stages in the process of destruction of samples from paraffin and gypsum are presented and discussed in the paper. It has been experimentally confirmed that metal deposits which are formed at the hole edge and extend beyond an initial surface contour, represent cutting-deforming elements with a capability to destroy material which ranks below in hardness to metal of the deposits.

физическое моделированиеэлектроэрозионная обработкамодифицирование поверхностирежущая способностьрезаниештрипсаphysical modelingelectro-erosion treatmentsurface modificationcutting abilitycuttingstripReferencesВаликов, Е. Н. Обкатник для обработки кромок зубьев крупногабаритных зубчатых колес / Е. Н. Валиков, Ю. С. Тимофеев, А. С. Журина // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. № 8. С. 260–263.Valikov E. N., Timofeev Yu. S., Zhurina A. S. (2013) Running Unit for Chamfering Gear Edges of Large-Size Gear Wheels. Izvestiya Tul'skogo Gosudarstvennogo Universiteta. Tekhnicheskie Nauki = Izvestiya Tula State University. Engineering Sciences, (8), 260–263 (in Russian).Валиков, Е. Н. Финишная отделка зубчатых колес с использованием режущих свойств поверхностей после электроэрозионной обработки. Ч. 1 / Е. Н. Валиков, Ю. С. Тимофеева, А. С. Журина // Известия ТулГУ. Технические науки. 2013. № 12. С. 17–20.Valikov E. N., Timofeev Yu. S., Zhurina A. S. (2013) Finishing Process of Gear Wheels while Using Surface Cutting Properties after Electro-Erosion Machining. Part 1. Izvestiya Tul'skogo Gosudarstvennogo Universiteta. Tekhnicheskie Nauki = Izvestiya Tula State University. Engineering Sciences, (12), 17–20 (in Russian).Влияние электроконтактной обработки поверхности самореза на условия его вкручивания в образцы из различных материалов и выкручивания из них / М. Г. Киселев [и др.] // Наука и техника. 2015. № 5. С. 3–9.Kiselev M. G., Drozdov A. V., Monich S. G., Bogdan P. S. (2015) Influence of Self-Tapping Screw Electro-Arc Machining on its Twisting-In in Specimens Made of Various Materials and Twisting-Out Procedure. Nauka i Tekhnika = Science and Technique, (5), 3–9 (in Russian).Влияние электроэрозионной обработки изношенной поверхности рабочей части стального зубного бора на восстановление его режущей способности / М. Г. Киселев [и др.] // Наука и техника. 2017. Т. 16, № 3. С. 189–195. https://doi.org.10.21122/2227-1031-2017-16-3-189-195.Kiselev M. G., Bohdan P. S., Kryshnev M. M., Semenkovich V. P. (2017) Influence of Edm Worn Surface of the Working Part of Steel Boron Tooth to Restore its Cutting Ability. Nauka i Tekhnika = Science and Technique, 16 (3), 189–195 (in Russian). https://doi.org.10.21122/22271031-2017-16-3-189-195.Эффективность применения электроконтактной обработки поверхности проволочного инструмента с целью придания ей режущей способности / М. Г. Киселев [и др.] // Вестник Полоцкого государственного университета. Сер. В: Промышленность. Прикладные науки. 2013. № 11. С. 73–77.Kiselev M. G., Drozdov A. V., Moskalenko A. V., Bohdan P. S. (2013) Application Efficiency in Electrical Discharge Machining of Wire Tool Surface with the Purpose to Impart it a Cutting Ability Vestnik Polotskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Seriia B. Promyshlennost'. Prikladnye Nauki [Herald of Polotsk State University. Series B. Industry. Applied sciences], (11), 73–77 (in Russian).Экспериментальная оценка режущей способности штрипс с модифицированной путем электроконтактной обработки рабочей поверхностью / М. Г. Киселев [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. 2014. Т. 28, № 3. С. 64–68.Kiselev M. G., Drozdov A. V., Gabets V. L., Bogdan P. S. (2014) Experimental Evaluation of Strip Cutting Ability with Operational Surface Modified by Electrical Discharge Machining. Mekhanika Mashine, Mekhanizmov i Materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials, 28 (3), 64–68 (in Russian).Влияние скорости вращения рабочей поверхности отрезного диска в процессе ее электроэрозионной обработки на режущую способность инструмента / М. Г. Киселев [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. 2016. Т. 35, № 2. С. 58–62.Kiselev M. G., Drozdov A. V., Bogdan P. S., Sentemova D. V. (2016) Influence of Rotation Velocity of Operational Cutoff Disk Surface on Tool Cutting Ability in the Process of its Electro-Erosion Machining. Mekhanika Mashine, Mekhanizmov i Materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials, 35 (2), 58–62 (in Russian).Влияние энергии и условий воздействия электрических разрядов в процессе модификации рабочей поверхности стального отрезного диска на его режущую способность / М. Г. Киселев [и др.] // Механика машин, механизмов и материалов. 2015. Т. 31, № 2. С. 53–58.Kiselev M. G., Drozdov A. V., Gabets V. L., Bogdan P. S. (2015) Influence of Energy and Impact Conditions of Electric Discharges on Cutoff Disk Cutting Ability in the Process of its Operational Surface Modification. Mekhanika Mashine, Mekhanizmov i Materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials, 31 (2), 53–58 (in Russian).Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов: в 2 т. / Б. А. Артамонов [и др.]. М.: Высш. шк., 1983. T. 1: Обработка материалов с применением инструмента. 247 c.Artamonov B. A., Volkov Yu. S., Drozhalova V. I., Sedykin F. V., Smolentsev V. P., Yampol'skii V. M. (1983) Electrophysical and Electrochemical Methods for Material Processing. Vol. 1: Processing of Materials while Using a Tool. Moscow, Vysshaya Shkola Publ. 247 (in Russian).Елисеев, Ю. С. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники / Ю. С. Елисеев, Б. П. Саушкин; под ред. Б. П. Саушкина. М.: Изд-во МГТУ имени Баумана, 2010. 437 c.Eliseev Yu. S., Saushkin B. P. (2010) Electroerosive Machining of Products for Aviation and Space Equipment. Moscow, Bauman State Technical University. 437 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.