Моделювання теплових процесів формування одиничної лунки розрядами сучасних генераторів електроерозійних вирізних верстатів

Розглянуто особливості формування геометрії одиничної лунки та глибини зони термічного впливу при електроерозійній обробці якісної конструкційної сталі 45 дротяним електродом на верстатах, оснащених сучасними генераторами технологічного струму. Математичним моделюванням на основі чисельних розв’язків осесиметричної квазітрифазної нелінійної задачі теплопровідності з рухомими границями фаз отримано криві, що описують межі фаз випаровування, плавлення матеріалу і температури аустенітних перетворень залежно від енергетичних параметрів розряду та теплофізичних характеристик матеріалу деталі. Виконано оцінювання об’ємів матеріалу, що видаляється з лунки у вигляді пари та рідини. Наведено дані про величини енергій, що витрачаються на фазові перетворення матеріалу анода: плавлення та випаровування, їх частку в загальній енергії розряду, що виділяється на сталевому аноді на різних режимах обробки, а також наслідки зміни параметрів імпульсів на кожному з режимів. Виявлено, що збільшення тривалості імпульсу при збільшенні загальної енергії, що реалізується в міжелектродному проміжку, призводить до зменшення ефективності використання цієї енергії при руйнуванні матеріалу заготовки. Адекватність моделі оцінювалась зіставленням з експериментальними даними, які були неодноразово підтверджені на обладнанні різних підприємств. Отримані результати відкривають перспективний шлях до мінімізації енергетичних затрат на обробку того чи іншого матеріалу та керування характеристиками оброблених поверхонь як з точки зору формування мікрогеометрії, так і глибини зміни структури в зоні термічного впливу, що, в свою чергу, дасть змогу розширити межі застосування електроерозійної технології за рахунок підвищення економічної вигоди від використання описаної методики. Окрім того, створюється підґрунтя для ефективного проектування технологічних режимів подальшої електрохімічної розмірної обробки незмінним дротяним електродом, оскільки глибина зони термічного впливу є важливим фактором при визначенні припуску, який має бути видалений при електрохімічній модифікації поверхні