Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Евланов, Алексей Александрович. Электроэрозионная обработка с применением СВЧ-разрядов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Евланов Алексей Александрович; [Место защиты: Тул. гос. ун-т].- Тула, 2009.- 132 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2910

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы.

Энергия сверхвысоких частот (СВЧ) уже десятки лет используется в самых различных областях, как в быту – это всем известные микроволновые печи, так и в промышленности – это сушка древесины под воздействием СВЧ излучения, в разработках будущего – двигатели космических аппаратов на основе СВЧ плазмы и т.д.

Излучение СВЧ-диапазона, являясь промежуточным между световым излучением и обычными радиоволнами, обладает некоторыми свойствами и света, и радиоволн. Оно, как и свет, распространяется по прямой и перекрывается почти всеми твердыми объектами, фокусируется, распространяется в виде луча и отражается. В то же время СВЧ-излучение генерируется аналогичными методами, сходными с радиоизлучением вещательных диапазонов.

Одним из перспективных применений энергии СВЧ, имеющих большую практическую направленность, является формирование разрядов при СВЧ-излучении.

По сравнению с другими типами, СВЧ-разряды обладают рядом существенных преимуществ, такими как: возможность изготовления электродов из непроводящих материалов, возможность создания плазмы в электродных и безэлектродных системах, простота получения плазмы с высоким и, наоборот, с малым удельным энерговкладом, широкая область рабочих давлений, возможность создания плазмы в малых и больших объемах. Перечисленные преимущества позволяют успешно применять СВЧ-разряды для обработки материалов.

В настоящее время в промышленности наиболее широко применяются плазмохимические методы (травление, осаждение, конденсация) обработки материалов, направленные на формообразование, получение порошков, а также синтез различных наноструктур. Данная группа методов обладает рядом недостатков, таких как: использование опасных для человека газов, применение дорогостоящего оборудования для создания и поддержания низких давлений.

В месте с тем малоисследованной остается область применения СВЧ-разрядов для размерной электрофизической обработки материалов, а именно для формирования отверстий, пазов и других геометрических элементов за счет механизмов плавления и взрывного испарения.

Поэтому проведение исследований электроэрозионной обработки с применением СВЧ-разрядов является актуальной задачей.

Цель работы.

Выбор и обоснование условий электроэрозионного формообразования, модифицирования и диспергирования с применением СВЧ-разрядов с заданными технологическими показателями.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

  1. Теоретическое обоснование условий формирования СВЧ-разрядов для процессов формообразования и модифицирования поверхностей при атмосферном давлении;

  2. Выбор и обоснование на основе теоретических расчетов областей расположения в камере (резонаторе) технологической ячейки при формообразовании СВЧ-разрядами с оптимальными параметрами производительности, точности и качества полученных элементов.

  3. Разработка комплексной методики проведения экспериментальных исследований с целью выбора и обоснования технологических режимов электроэрозионного формообразования, модифицирования и диспергирования СВЧ-разрядами.

  4. Проведение экспериментальных исследований влияния параметров электродных СВЧ-разрядов при атмосферном давлении на технологические показатели процесса.

  5. Проведение экспериментальных исследований по выявлению закономерностей влияния технологических параметров на формообразование и модифицирование поверхностей с применением СВЧ-разрядов на производительность, точность и качество полученных геометрических элементов.

Объект исследования.

Процессы электроэрозионного формообразования, модифицирования и диспергирования с применением СВЧ-разрядов.

Предмет исследования.

Механизмы и математические модели формирования СВЧ-разрядов и их связи с параметрами воздействия на объект исследования.

Методы исследования.

Теоретические исследования, а именно решение электродинамической задачи распределения электрического поля основано на решении уравнений Максвелла, сформулированных для частотной области, методом конечных элементов и методом моментов (Method of Moments). При экспериментировании использованы методы математической статистики.

Для измерения результатов экспериментальных исследований применялось современное оборудование: атомно-силовая микроскопия, спектроскопия.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Установленные закономерности влияния технологических параметров СВЧ обработки на точность, производительность и качество полученных элементов.

  2. Результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров формообразования СВЧ-разрядами (расположение технологической ячейки в камере (резонаторе), объем согласующей нагрузки, время обработки) на точность, производительность и качество полученных элементов.

  3. Условия формообразования, с применением электродных СВЧ-разрядов в среде диэлектрической жидкости при атмосферном давлении.

  4. Условия модифицирования поверхности с применением электродных СВЧ-разрядов в воздухе при атмосферном давлении.

Научная новизна.

Установлена взаимосвязь параметров СВЧ-поля с координатами расположения технологической ячейки (без токоподводов к электродам), в камере (резонаторе).

Обусловлены рациональные условия электроэрозионного формообразования с применением СВЧ-разрядов при атмосферном давлении.

Отличием результатов работы от работ других авторов являются выполненные исследования по электроэрозионному формообразованию с применением СВЧ-разрядов.

Практическая ценность работы.

Заключается в разработке рекомендаций по назначению технологических режимов электроэрозионного формообразования, модифицирования и диспергирования различных металлов и сплавов.

Реализация работы.

Разработаны технологические методы и лабораторное оборудование для электроэрозионного формообразования, модифицирования и диспергирования поверхностей с применением СВЧ-разрядов. Рекомендованы межэлектродные зазоры для размерной обработки и модифицирования материалов электродными СВЧ-разрядами.

Результаты работы внедрены в учебный процесс и используются в курсах лекций по дисциплинам: «Технология электрофизикохимических систем», «Теоретические основы обработки концентрированными потоками энергии», «Нанотехнологии».

Апробация работы.

Результаты исследований были представлены на региональных конференциях «Современная электротехнология в промышленности центра России» (Тула, 2008, 2009 гг.), конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (2008, 2009 гг), международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения» (2007, 2008, 2009 гг).

Публикации.

Основные результаты проведенных исследований отражены в 8 статьях в отраслевых журналах, «Известиях ТулГУ», в материалах Всероссийских и региональных конференций, в том числе 4 работы опубликовано в изданиях, входящих в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения и 4 глав, заключения, списка используемых источников из 104 наименования, 1 приложение и включает 124 страницы машинописного текста, содержит 78 рисунков и 3 таблицы. Общий объем - 124 страницы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net