Моделирование и экспериментальное исследование рабочих характеристик сухой и близкой к сухой электроэрозионной обработки

Во многих промышленных областях востребованы материалы нового поколения; тем не менее некоторые традиционные сплавы, такие как пружинная сталь, используются в критически важных секторах — обороне, аэрокосмической и автомобильной промышленности. Обработка пружинной стали сопряжена с рядом трудностей, включая низкую обрабатываемость, низкую скорость съёма материала и высокое энергопотребление. Электроэрозионная обработка (ЭЭО) представляет собой термически интенсивный процесс удаления материала. В статье представлены результаты экспериментов и моделирования, выполненных на пружинной стали при варьировании тока, напряжения пробоя (зазора), времени цикла и давления. Экспериментальные результаты проверены разработанной термоэлектрической моделью заготовки в ANSYS Workbench. Для моделирования электрической разрядной обработки использован переходный тепловой анализ. Анализ методом конечных элементов (МКЭ) учитывает изменение радиуса искры и формирование температурного профиля в результате электрического разряда. Установлено, что давление диэлектрической жидкости тесно связано с условиями разряда, такими как концентрация шлака и вязкость жидкости. Кроме того, дистиллированная вода обеспечивает большую стабильность плазменного канала при близкой к сухой электроэрозионной обработке (NDEDM) по сравнению с сухой электроэрозионной обработкой (DEDM). По полученным результатам сделан вывод, что скорость съёма материала зависит от свойств диэлектрической среды, а именно от диэлектрической прочности, диэлектрической проницаемости и теплопроводности.