بررسی تجربی و عددی تاثیر جنس ابزار بر روی توزیع دما در فرآیند ماشینکاری تخلیه الکتریکی (edm)

در این پژوهش تاثیر جنس های مختلف الکترود ابزار، زمان روشنی پالس و شدت جریان جرقه بر روی توزیع دما، و متعاقبا سایش ابزار، کسر انرژی رسیده به آند، ضخامت لایه recast و ضریب بازده پلاسما به صورت تجربی و عددی، مورد بررسی قرار گرفته است. مواد مورد استفاده به عنوان الکترود ابزار آلیاژ های c19220، c194، 6201-t81 و گرافیت می باشند و جنس قطعه کار فولاد aisi h13 انتخاب شده است. به منظور محاسبه گرمای ورودی به عنوان شرط مرزی در مدلسازی عددی، از روش انتقال حرارت معکوس (ihcp) استفاده شده است. آزمایش های تجربی در حالت تست عاملی کامل بر روی پارامتر های خروجی در تنظیمات ورودی مختلف انجام شده است. همچنین با توجه به نتایج تجربی و شبیه سازی، مدل های رگرسیونی برای پیش بینی کسر توان رسیده به ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast نسبت به زمان روشنی پالس، شدت جریان جرقه و جنس ابزار معرفی شده اند. بر اساس نتایج عددی با افزایش شدت جریان جرقه و زمان روشنی پالس، چاله مذاب (توزیع دمای چاله مذاب) و متعاقبا سایش ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast بیشتر می شوند. افزایش شدت جریان جرقه و زمان روشنی پالس موجب افزایش کسر توان رسیده به آند می شود. همچنین بر اساس توزیع دمای عددی حاصله و نتایج تجربی، جنس الکترود ابزار بر روی کسر انرژی رسیده به آند، سایش ابزار، ضریب بازده پلاسما و ضخامت لایه recast تاثیر می گذارد به طوری که با افزایش ضریب رسانش حرارتی مقدار کسر انرژی رسیده به آند بیشتر شده و افزایش ضریب پخشندگی ابزار موجب بزرگتر شدن چاله مذاب و متعاقبا ضریب بازده پلاسما و سایش ابزار را کاهش داده و سبب بیشتر شدن ضخامت لایه recast می شود. کمترین سایش ابزار را آلیاژ c19220 و گرافیت در کمترین مقادیر زمان روشنی پالس و شدت جریان دارند. همچنین کمترین ضخامت لایه recast برای آلیاژ های 6201-t81 و c194 در حداقل زمان روشنی پالس و شدت جریان حاصل شده است. به طور کلی، بیشترین مقدار ضریب بازده پلاسما، متعلق به آلیاژ c194 است. ماکزیمم مقدار کسر انرژی رسیده به آند نیز برای c19220 حاصل شده است. مقایسه ی نتایج تجربی و شبیه سازی نشان می دهد که مدل شبیه سازی استفاده شده در این پژوهش تطابق خوبی با حالت واقعی دارد و مدل عددی با خطای میانگین 74/4% قابلیت پیش بینی سایش ابزار را دارد.