Численное моделирование процесса магнитно-импульсной обработки осевого режущего инструмента в ANSYS

Abstract

Целью данного исследования является анализ результатов численного моделирования процесса магнитно-импульсной обработки (МИО) осевого режущего инструмента в среде ANSYS и выработка на их основе практических рекомендаций, связанных с выбором режимов МИО. С использованием модуля Ansys Electronics Desktop (Maxwell) получено распределение индукционных токов на поверхности сверла, помещенного в индуктор. Временная реализация импульса тока в индукторе соответствует форме экспериментально измеренного импульса, который генерируется установкой МИУ-2. Рассчитана напряженность магнитного поля, которая на глубине 0,1 мм от поверхности сверла достигает h0,1 = 1,247 · 107 [А/м]. Рассмотрены два случая позиционирования сверла в индукторе: полная загрузка сверла (сверло устанавливается на всю длину индуктора) и половинная загрузка сверла (режущие кромки находятся в центре). Анализ показал, что плотность индукционного тока имеет наибольшую величину в канавке сверла при полной загрузке и в области режущих кромок при половинной загрузке. С использованием модуля Ansys Transient Thermal: выполнено моделирование тепловых процессов для двух основных временных интервалов (нагрев сверла в процессе разряда в индукторе при МИО и остывание сверла во время заряда конденсаторной батареи для повторного цикла МИО). Получено распределение температуры для обоих вариантов расположения сверла внутри индуктора и сделан вывод, что для обработки боковой поверхности режущего инструмента (режущей ленточки) необходимо использовать вариант с полной загрузкой, а для обработки режущих кромок, более эффективной является половинная загрузка.