XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Расчет шероховатости произведем по следующей эмпирической формуле,

полученной аппроксимацией экспериментальных данных приведенных в

работе [6]:

(3.1)

где, j – плотность тока [А/см2].

В свою очередь, плотность тока рассчитывается по следующей формуле:

(3.2)

где, I– сила тока; А – площадь сечения проволоки.

Далее произведем расчет для силы тока:

(3.3)

где, Um – напряжение на зазоре; S_B – боковой зазор между проволокой и поверхностью металла; А = B*B – площадь сечения проволоки; – проводимость электролита.

Расчет сопротивления R_Bв боковом зазоре:

(3.4)

где, S_B – боковой зазор между проволокой и поверхностью металла; А – площадь сечения проволоки; – проводимость электролита.

При этом S_Bнайдем из формулы:

где, – электрохимический эквивалент; U - напряжение на зазоре; – проводимость электролита; – плотность материала; – диапазон изменения скорости во время обработки; s – изменение зазора/

Построение расчетных зависимостей шероховатости при изменении зазора и напряжения

На рисунках 3.1 и 3.2 представлены графики зависимости шероховатости от напряжения и зазора.

Рисунок 3.1 – График зависимости шероховатости от напряжения

Рисунок 3.2 – График зависимости шероховатости от зазора

Как видно из представленных графиков, шероховатость прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна зазору. С увеличением напряжения, при заданном зазоре, увеличивается ток (3.3) и исходя из этого, увеличивается плотность тока (3.2) и, следовательно, шероховатость уменьшается (3.1). А при изменении зазора при заданном напряжении, уменьшается ток, и соответственно и плотность тока, тем самым увеличивая шероховатость обрабатываемой поверхности при обработке, что доказывает эмпирическая зависимость при расчете шероховатости (3.1). Расчетные данные, показывающие это, представлены на графике 3.1 и 3.2.

Построение расчетных зависимостей скорости обработки при изменении зазора и напряжения

Рассчитаем скорость обработки и построим графики зависимости от напряжения и зазора.

Процесс растворения металла можно определить по формуле закона Фарадея:

(3.5)

где m – масса вещества, – электрохимический эквивалент, I – ток цепи, t– время обработки.

Далее выразим по закону Ома, ток цепи:

(3.6)

где U – напряжение цепи, R – сопротивление цепи.

Расчет сопротивления для электролита, который находится в зазоре определяется следующим образом:

(3.7)

где S_T – торцевой межэлектродный зазор между электрод-проволокой и торцевой обрабатываемой поверхностью (см. рисунок 1), А – площадь обрабатываемой части рабочей поверхности, – проводимость электролита.

Величину S_T– в расчетах принимаем равной начальному торцевому зазору S₀.

Масса растворенного металла из геометрических соображений выводится следующим выражением:

(3.8)

где dS_T – изменение зазора (расстояние между электрод-проволокой и обработанной поверхностью), А - площадь обработанной части рабочей поверхности, – плотность материала.

Приравняв правые части уравнений 3.5 и 3.8 после преобразований получаем:

(3.9)

Разделим обе части уравнения на dtи на , получаем:

(3.10)

На рисунках 3.3 и 3.4 изображены графики зависимости скорости обработки от напряжения и зазора.

Рисунок 3.3 – График зависимости скорости обработки от напряжения

Рисунок 3.4 – График зависимости скорости обработки от зазора

Также с увеличением напряжения, при заданном зазоре, растет скорость обработки (3.11), а с изменением зазора, при заданном напряжении, скорость уменьшается.

Выводы

Получены расчетные формулы для определения выходных технологических показателей процесса (шероховатости, производительности и энергоемкости).

Проведено модельное исследование указанных параметров от параметров режима обработки (напряжения, зазора).

Получены знания по работе в системе Mathcad.

Список литературы

Артамонов Б.А., Волков Ю.С. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Москва, "Высшая школа", 1983;

Вишницкий А. Л., Ясногородский И. 3., Григорчук И. П., Электрохимическая н электромеханическая обработка металлов, Л., 1971;

Зайцев А.Н. Публикация: Анализ случайной составляющей погрешности электрохимического формообразования.

Код для цитирования: Скопировать