EDM gap modeling at electrical discharge grinding with change of electric polarity

Abstract

The paper presents an experimental study and modeling in the Simulink graphical environment of the EDM gap at electrical discharge grinding (ED grinding) with change of electric polarit of difficult-to-machine materials. Based on the experimentally obtained oscillograms of currents and voltages in the cutting zone, an EDM gap model has been developed, which implements the nonlinear dependence of the active resistance of the electroerosion gap on its value, which makes it possible to take into account the effect of the interelectrode environment on the parameters of electric discharge pulses. Comparison of the calculated oscillograms obtained in the Simulink model with the experimental ones has shown that during ED grinding, the developed EDM gap model adequately reflects the real electrical processes occurring in the electroerosion gap.

У статті проведено експериментальне дослідження та моделювання в графічному середовищі Simulink межелектродного зазору при електроерозійному шліфуванні зі змінною полярністю електродів важкооброблюваних матеріалів. Проведено моделювання процесу, що відбувається в зоні різання, і встановлено особливості та закономірності взаємодії різального інструменту з поверхнею оброблюваного матеріалу деталі. Розроблена модель міжелектродного зазору дозволяє характеризувати електроерозійні процеси, що протікають в зоні шліфування, і вона визначалася типом і параметрами схеми заміщення. За експериментально отриманими осцилограмами струмів і напруг в зоні різання розроблена модель межелектродного зазору, що реалізує нелінійну залежність активного опору міжелектродного проміжку від його величини, яка дозволяє враховувати вплив міжелектродного середовища на параметри електророзрядних імпульсів. Порівняння розрахункових осцилограм, отриманих в Simulink-моделі, з експериментальними, показало що розроблена модель межелектродного зазору при електроерозійному шліфуванні досить адекватно відображає реальні електричні процеси, що протікають в міжелектродному проміжку. В результаті аналізу експериментальних осцилограм струмів робочих імпульсів було встановлено, що електричні процеси, що протікають в міжелектродному зазорі при електроерозійному шліфуванні носять коливальний характер. Середовище, в якому протікають ці процеси може бути з достатньою точністю представлено у вигляді Т-подібної схеми заміщення, що включає в себе активний опір, індуктивності та ємність. Середньоквадратичне відхилення між розрахунковими і експериментальними імпульсами струму і напруги, віднесене до його сталого значення, не перевищує 12-15%.