CC BY
22
Savenkov Dmitry Romanovich, master, (е-mail: [email protected]) Kozlov Andrey Aleksandrovich, PhD, associate Professor (e-mail: [email protected]) Lipetsk state technical University, Lipetsk, Russia
CALCULATION AND DESIGN OF MODULAR MILLING CUTTERS TO HANDLE COARSE-GRAINED GEAR WHEELS
The problem of effective use of the tool at cutting of large-modular gears on the universal gear hobbing machine is considered.
Key words: gear milling of large-modulus wheels, disk modular cutters, carbide inserts
УДК 621.9.047
ЭМПИРИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ
ОБРАБОТКИ
Маслов Александр Владимирович, к.т.н., доцент (e-mail: [email protected]) Липецкий государственный технический университет, г.Липецк, Россия
В статье анализируются данные по производительности процесса электроэрозионной обработки (ЭЭО). Предложено эмпирическое выражение, позволяющее точнее оценить производительность электроэрозионной обработки стали 45.
Ключевые слова: электроэрозионная обработка (ЭЭО), производительность обработки, эмпирическое выражение
Одним из технологических показателей характеризующих эффективность процесса обработки материалов является производительность.
Производительность ЭЭО (г/с) приблизительно определяется по эмпирическому выражению, представленному в [1].
Пм = \pklklfWn где р - плотность материала заготовки, г/см3;
гл и Кл - соответственно радиус и диаметр лунки (некоторые данные о размерах лунки при обработке различных материалов представлены в [2]); к4 - коэффициент зависящий от материала заготовки; / - частота следования импульсов, Гц; ИИ -энергия импульса, Дж.
Значения коэффициентов кги к4 для некоторых материалов представлены в табл.1 и 2.
Таблица 1 - Значения коэффициента кг для различных материалов [2]
Материал Режим Коэффициент к±
I, А т™ах, мкс
Ст.3 2 8 4,58
20 800 4,9
4Х13 20 800 5,1
ВК20 2 8 7,6
Латунь ЛС-59-1 50 800 5,58
Медь М2 2 8 5,25
3
Объемная скорость (мм /мин) оценивается по выражению
^23
Таблица 2 - Экспериментальные значения коэффициента кА для различ-_ных материалов заготовки [1, 3]._
Материал Алюминий Медь Железо Никель Сталь 45 ХН77ТЮР ВК6 ВК15 ЭД; Мо (литой)
к4 -103 см/Дж1/3 12-15 6-8 5,5 6-7 5-6 6-8 1,5-2 2,5-3 7,8
Учитывая, что
Ти = 1/(А0 Пу= ^к!к1ир]ср/ч (1)
В [4] представлены режимы обработки и достигаемые технологические показатели при обработке различных материалов полученные экспериментальным путем.
С учетом справочных данных приведенных в [4] производительность для соответствующего режима и площади обработки можно определить по выражению
0-спр^
(1 =
'-'спр
где Qспр - приведенная для площади обработки Бспр по данным [4] производительность;
5 - площадь обрабатываемой поверхности.
Сравнение данных для стали 45 полученных расчетным путем и представленных в [4] существенно отличаются друг от друга. Так приведенные на рис. 1 и 2 для некоторых режимов обработки данные показывают, что рассчитанная по выражению (1) производительность обработки выше, чем приведенная в справочных данных (зависимости 1 и 3).
350
й 250
200
&
С 150
100
50
0
0,000
1 кГц
О 1
□ 2
Д 3
0,200 0,400 0,600 0,800 Энергия импульса, Дж
1,000
300
250
н
ми200
150
о 100
50
0
0,000
8 кГц
/
у :
с Г. г
т /
А Г
г/ /
Г 1
* т
<
/ /
/ Г
У г О 1
2
3
0,020 0,040 0,060 0,080 Энергия импульса, Дж
0,100
350
300
В 250
200
150
р
С
100
50
ч
f=3 кГц
1
2
3
тг t
0
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 Энергия импульса, Дж
300
250
200
150
р
С
100
50
0
0,000
f -22 кГц
1
□ 2
Д 3
0,010 0,020 0,030 Энергия импульса, Дж
0,040
5 300
1 - расчет по эмпирическому выражению (1); 2 - расчет по эмпирическому выражению (2); 3 - справочные данные [4]
Рисунок 1 - Влияние энергии импульса и частоты следования импульсов на производительность ЭЭО при обработке стали 45 (импульсы прямоугольной формы, полярность прямая)
250
200
150
100
& С
50
1=44 кГц
□ 2
1 1 1
0
0,000
5,000 10,000
Энергия импульса, х10-3 Дж
15,000
90
80
70
н и
-3 60
м3
м ,ь
¡3 50
о
н ь
л
£
и
ч
40
р
С
30
20
10
0
0,000
f=200 кГц
□ 2
д 3 И -
/
4 /
/ /
Г
Г г /
/ А
С Г
Г
4
1 4
г Г
4 г
А
/ и А
д
Я д ■ ■ *
я
0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 Энергия импульса, х10-3 Дж
1,200
250
200
150
н ь
л
£
§ 100
р
с
50
0
0,000
2,000 4,000 6,000 Энергия импульса, х10-3 Дж
8,000
р
с
18 16 14 12 10 8 6 4 2
л
f=440 кГц
1
2
3
1
А Ф
Л * * *
/ * * * *
г \ * *
1 и 1
*
1
л
000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 Энергия импульса, х10-3 Дж
1 - расчет по эмпирическому выражению (1); 2 - расчет по эмпирическому
выражению (2); 3 - справочные данные [4] Рисунок 2 - Влияние энергии импульса и частоты следования импульсов на производительность ЭЭО при обработке стали 45 (импульсы прямоугольной формы, полярность прямая)
Причем это различие увеличивается с ростом вводимой в межэлектродный промежуток (МЭП) энергии и переходе к чистовым режимам обработки. Так при частоте следования импульса 1 кГц при среднем токе 42 А погрешность составляет 21 % а при частоте 440 кГц и токе от 4 до 6 А по-
грешность достигает 130 %.
В расчетах принимались значения = 4,9 и к4 = 5,5 • 10_3см/Дж1/3, диапазон токов, напряжения и скважность соответствовали справочным данным [4].
Анализируя эмпирическое выражение (1), следует обратить внимание на то, что в нем не учитывается относительная величина износа обрабатываемого материала. Вводимая в МЭП энергия затрачивается как на эрозию обрабатываемого материала, так и на разрушение материала инструмента.
Введение в эмпирическое выражение коэффициента учитывающего перераспределение вводимой энергии значительно уменьшает погрешность расчетов (сравнение зависимости 2 и 3 на рис. 1 и 2).
Выражение (1) с учетом введения данного коэффициента будет выглядеть следующим образом
Пу = кш7\к1к\\]р]ср/Ч (2)
где к-щ - коэффициент, учитывающий долю вводимой в МЭП энергии расходуемой на эрозию обрабатываемого материала
_ 100
где уэи- относительный износ ЭИ, %.
Нелинейный характер зависимости 3 (см. рис 1 и 2) объясняется погрешностью значений относительного износа ЭИ, представленных в [4].
Таким образом, предложенное выражение (2) позволит более точно оценить производительность процесса ЭЭО стальных материалов (в частности стали 45) на различных режимах обработки по сравнению с выражением, представленным в [1 и 3].
Список литературы
1. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов. - Л.: Машиностроение, 1989. -164 с.
2. Фотеев Н.К. Технология электроэрозионной обработки. — М.: Машиностроение, 1980. -184 с.
3. Справочник по электрофизическим и электрохимическим методам обработки / Г. Л. Амитан, И. А. Байсупов, Ю.М. Барон и др. / Под общ. ред. В. А. Волосатова. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд. 1988. -719 с.]
4. Технологическая инструкция к электроэрозионному копировально-прошивочному станку по работе с генератором ШГИ-40-440М. Приложение справочное.
Maslov A.V., Candidate of Technical Sciences (Dr), docent ««State Technical University», Lipetsk
EMPIRICAL EXPRESSION FOR THE ESTIMATION PRODUCTIVITY OF THE PROCESS OF ELECTROEROSION MACHINING
Abstract. In the article are analyzed the data on the productivity of the process of electroerosion machining (EDM). Proposed the empirical expression, which makes it possible more precise to estimate the productivity of electroerosion machining they steel 45. Keywords: electroerosion machining (EDM), the productivity of working, the empirical expression
