In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  10, N o.  2, June  2 01 9, pp.  874~ 8 8 1   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 2.pp 8 74- 88 1           874     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   EDM Process through  Mathematical Mod el       Da n a  Dehg h a n i 1 , Azli Yah y a 2 Nor  H i sham Khamis 3 ,   Ali Idh a m A l z a id i 4   1, 3  School   o f  Ele ct rical   E ngi n eeri n g,  U n i versiti  T e knologi Malays i a, M alay s i a     2, 4   S ch oo l of  Biom e di c a l   En g i neeri ng  and   Heal th S c i ences , Univ e rsi ti Tek nol og Mal a ys ia,   M a l a ysia      Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Au g   2 7 ,  2 018  Re vise d N ov  1 9 ,   201 8   A c c e pte d   F eb 25,  2 0 1 9       E D M   is   a   w e l l - e s t a bl is h e ho le   m a c h in in op ti o n   w i t h   v a r i o u s   a d van t ag e s   du t o   n o n -con ta ct   c h a ra ct eris ti c s   o t h pro cess .   H ow e v er,  kno w l e d ge   a bo u t   th p r ocess   is  not  e no ug fo its   m o r im prov ement s .   Ex prim en al  s t u d i e s  a r e   cos t l y   a n d   tim e   co ns um in b ecaus e   o f   t h c o m p lex   nat u re  o f   pro c ess .   Th eref ore,  p roce s s   m od elin is   a   g o o d   al tern ativ t o   r edu ce  t h e   e x p eri m e n tal  exp e ns r e lated   to   t h e   t ech no lo gy.   T h i s   pap e st udy EDM   p r oces t h rou gh  m a th ematical   m od el,  wh ich  in c l u d es  t h e   p reci se   i ns ig h t   i n t o   t h e   i nt erac t i v e   beh a vi or  o f   E D M   system.   Th ign i ti on,   d is charg e   a nd   r eco v e ry  p h ases   o f   th e   mo de ha v e   b ee n   de ve lo p e th ro ug MATL ABs  ti me   d o m a i a n a l y s is.   S i m u la ti on  res u l t   s h o ws  go od   a g r eemen with  e x p ect ed  p ro file  o f  E D M   sp ark.   T verif y   t he  m o d el,   simul a ted  mat e ria l   r em ov al  r at es  ( M RRs)  from   seri es  o f   s i m u l a ti on  are  com p ared   w it h   th e x peri m e ntal  ones   re port e by   prev io us  r es e a rc h e r.   A bi lity   o f   the  m o d e to   p redi ct  t h e   d yn ami beh a vio r   pro f il o f   t h e   E D M   s ys t e is  s ucces sf u l ly   c o n f i rmed   b low   av er ag e   p e rc e n ta ge   e r r or in pr e d ic ting  M RR. K eyw ord s :   EDM  S p a r k pr o f il e   MATLAB   MR R   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   D a na  D e hgh a n i ,    S c hoo l   o f  Ele c t rica En gine erin g,  Fa cult y   o f   E ngine er in g,  U nive rsiti  Tek n o l ogi  M a l ays i a,  81 3 10 Jo h o r B a hru,  Joh or,   Malay s ia.   Em ail:  dana de h g ha ni1 @ gm a il.c o m       1.   I N TR OD U C TI O N   ED is  a   n o n - t r a d iti ona m a c h i n in proce ss  t o   r e m ove   m a t eria f r o t h wo rk pi ec u s in a   t h rea d   of  e lec t r i c a l   d i s cha r ges   be tw e e n t h e l ec trod e   a n t h w o rk piec e   cal l e g a p   [1 ].  non -c on ta ct   c h a ra ct erist i c s   of  ED m a ke i t   valua b le   t ec hni que  f or   v ar i e ty  o h o l e   m a nu fac t u ri n g   a ppr oac h es  [ 2].  H o w e ve r,  s cient i f ic  kn ow le d g a b ou t   the   pr oc es is  s t ill  i n s u ffic ie nt  a n d   i t   is  t he   m ain   o b s t ac l e   f or   i t s   m ore   im prov em ents.  Exp e ri me nt a l   t ri a l are   ch all e n g i n du to   t he  h ig hly   st oc h a s t i a n d   c o m p l e na ture   o f   th pr oce ss  ca us e d   b y   some   p r o ces com p lic a t i o ns  s uc as  a d h esi on,  s hor t-circ u iti ng   a n d   c a v it ati o ns  t hat  inc r ea se  t he   m a c hi n i n g   ti m e   a nd  ma ke the  pr o ce ss bec o me  uns tab l e [ 3 ].  Ma ny  ED resea r c h e r have   a ttem p ted  in n ova t i ve   i dea s   s uch  a s   u l tr aso n i c   v i bra t i o n s   a nd  fl us hin g   effec t   w it t h e   pur pose  t o   s ol ve  t he   p roce ss  com p lic a t i o ns   a nd  impr ove   t he  s ystem   s t ab il ity.  M a har d i k [4 ]   fo u nd  t h a t   u s i ng  ultra s o n ic   v i b r a t i ons  r em ove  a dhes i o n   a nd  s hor circ uit  d u r i n g   m a c hi nin g   p r o c e dure .   S h a bgar d   [ 5]  r e v ea l e d   t h a t   E D M   o Ti– 6 A l –4V   b us in ul tra s o n i c   v ibr a ti o n of   c op pe elec tr ode   e nhac e   MR R.  H e   a l so   c l a i m ed   t h a t   cra c k   d e n s ity   a nd   t ool   w ea rati (TW R )   r e d u ce  at   f in ish i n g   r egim es  w h ile   r e c a s t   layer , cra cks d e ns it y, an d  T W R   i nc rea s e a t  r ou g h i n g re g i m e s.   A lth o u g h , u ltra s on ic  v ib r a t i ons  h e l p   t o  pr o m o te   pro duc t i v ity  a n d  feasi b ili t y  in  c e rtai con d i t i ons,  how e v er  the re  is sti ll a   lo ng w a y t o  go  for  use   in i nd us tr y.    F l u s h i n g  t r a n s f e r s  d i e l e c t r i c   f l u i d   i n t o  t h e  p i p e   e l e c t r o d e ,  s o   d e b ris  ca rries  a w a a nd  t h ins u la t i ng   cha r ac t e ris tics  of  t he  d ie le c t ri a r pr eser ve d,  i is  a ea sy   w a to  i m p ro ve  e ffic i e nc o f   E D M   h ole  dril l i n g   [6].  P ressure  and s u c t io n   fl us hin g  tec h n i q ue s ha ve  t he  ca p a b i l i t y  of e l im i n a t i n g the   s p ark   erode d pa rt i c le s, but   the y   c a n   o n l y   be   u se in   p ar t i cu lar  a p p l ica t i ons.  E b is [ 7 i n v e s t i ga te th effec t   o je flu s h i ng   o t h debr i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       ED M proce ss t h rou gh  m a the m at i c a l   m ode l ( D ana D e hgh a n i)   87 5 st a gna t i on  d u rin g   t he   c u tti n g   c orner   sha p e   i n   1 st -c ut   w i r EDM .   H e   sh o w ed   t h a t   a p ply i ng   j et   f l u shi ng  dec r ea se debr is  s t a g n at ion  in  t he ga p  o nl y te m porar i l after   the  corne r .   I n   o rder   t o v e rc ome   the   di ffic u l ty  a spects  relat e to   r ea mac h i ni ng   e nv i r o n m ent   and  it s   ef fec t   o n   sy st em  s t a bi li ty mo d e l i ng   a nd   s i m ul a tio i s   a n   alt e rn at iv way   t o   u nder s t a nd   t he  m ec ha ni sm  u nde rly i n g   t he   ED pr oce dur e.  A lth ou g h   g a p   s p a rk  p r o file p l a y   a i m po rtan ro l e   i t h e   a n al ys i s   o t h ED pr oce ss,   b ut   very  f ew  m at h e m a tica l   m ode ls  h ave   bee n   d e v el o p ed   t ide n t i fy  t h e   pr ofi l o f   E D M   s pa r k   d urin ma c h i n i n g   proce dure.   M i n h a t   e a l .   [8]  presen te the   m a them at ical   m odel   o f   E D M   p u l se bas e on  t h e   ini t i al ig ni t i o n   and  d i schar g e   phase s.   H ow ever the  m o d e fa il ed  t d e ter m ine  th EDM  prof i l es  c orrectly,   Moreover ,   ma them at i c al e qua t i on  d i d n o t   m atch the  pro file i n   a l l  p has e s.    Th is  p a p er  p ro pos es  m a t he m a ti c a l   m o d el to   predic t   the dyna mic   b e h a v io r   of  t he  E D M   s par k si m i lar  to  t h e   i deal  o n e The   ma them atica l   e xpla n at i o o f   t he  m od el  i loca te i n   s e c tio 2 .   I gn it ion,   d isc h arg e   a n d   rec overy  p ha s e ha ve   b ee n   c o nsi d e r ed   p rope rl y.  I se cti o 3,  M A T L A B   s oftw are   is  u se t o   s im ulate   ma chin i ng  pr oc edure .   S e c tio i n c l udes  disc uss i o n   a bo u t   t he  v a li di ty  o the  s i mula te m odel  us in se ries  o expe r i me n t a l   d ata  to  c a l cu la t e   M R R a n c o m p are   w i th   t he  e xper i m e nt al  r esu l ts  f r o prev i ous   r ese a r c her .   F i nal l y conc lu si on is g i v en i n   S e c t ion  5.       2 .   M ODEL   D E S CRIPT ION    I n   t h i sec t io n ,   m athem a tica l   m odel  dur in g   ig nit i on,  d isc h ar ge  an re c over y   p hases  i s   d eve l ope separ a te ly.  T h e   prop ose d   m o d e s how i n   F i gure 1   c o nsis te o f   p u l se pow er  g ene r at or  a n d   E D M   s pa rk. P u lse   pow er   g e n e r at or,   in t ur n,  i s ma de  o a n   ac source t r ans f orm e r,  r ect i fier  a nd  c a pac itor  as  f ilt e followed  by  tra n sis t orize d   s w i tc hi n g   c ir cui t   a pulse   g e n era t or.   A ll  c o mp o n e n t s   a r e   s u ppose d   t be  i dea l   i order   t o   rea c sim p le a nd c l e a insi g h t  in t the m o de l be ha v i or.  Base d   o n   t he  m odel,  A s o u r ce   volta ge   v s   i a p pli e d   t o   p ro vid e   r eq u i red  v a lu e   of   D in pu t   vol t a ge  V in   t hr o ugh  t h e   bri d ge  d io de  a nd   t ransfor m e r   w i t h   t h e   t u rns   r a ti o   of  n 1 :n 2  w h e r e   n 1  a n d   n 2   a re  t he  n um bers  o prima r an s e c o n d ary  w i n d i n g s,   r espe c tiv e l y.   P ul se  g e n e r ator  c ompr is ed  o MO S F ET  sw i t c h   S 1   a nd  a   resistor  R 1 Sw it c h   S 1   i co nt ro ll ed   b y   l o po wer  p u l s es   o P w1   and  use d   t c o ntr o c u r r ent  from   c a p aci t o C   to  t h e   g ap.   As  c an  b se en  i F i g u r e   1 ,   the   EDM  spar whic is  the  g a mode be tw een  e lectr o d e   a nd  wo rk pi e c e   consi s t s   o R s R ig R dis L dis  a n d   s w i t c h   S 2   d ri v e by   P w2 Th re d e fi n e ph as es  o f   EDM  pul ses  wi t h   rela t e d m a the m atica l   e qua t i o n s ar e e xpla i n e d in f o l l o w i n g     2.1.   I gn iti o n   ph ase       Base d   on  t h p r ofi l i l l u s t rate in  F i g ure  2,   i gn i tio phas e   i s   o cc ur red  i n   t he   tim inte rva l   f r o m   t 1  t o   t 2   w h i ch  i ca l l e de la tim t d Op en   g ap   vol t a g e   V oc   p ro vi ded  a   severe   e l e c t r i c   fie l be t w ee elec t r o d e   and   wo rk pi e c e .   A io ni zat i o n   p a th   c rea t ed   t h r ou gh   t h e   d i e l e ctri c   a n fl ow   o t h c u rrent   i ga p   i inte rrup t e d .   G a p   vo lta ge  V ga p  i t h is pha se is e q ual t o   V oc . Sm a ll de lay  t i m e  resu lts lar ge r spa r k tim e so mor e e n ergy e n t er s i n to   the w o r k p i e c e   [9] ,  . Equ iva l e n m o del of   E D M   s ys tem   in th i s   p h a se  i obt a ined  f r o Figure  1   w hen  s w i t c h   S 1   i s  c l o s e  a n d  s w i t c h   S 2   i op e n Re late e q uat i on o f   g a p   c urr e nt  i ga p   a nd  ga v o lta g e   V gap   ob tai n e d   a s   fo l l ow i n g.  A S 2  is c onsi d er ed ope n so,     ig R gap i i   (1 )     us i n O h m’ law ,     ig gap gap R V i   (2 )     sub s t i t u tin g ( 2 ) in ( 1),          Sw itch  S 1  is o n ,  thus ap p l y in g   vol t a ge  d r i ve r be tw ee resist ors  R ig   a nd  R s  gives gap gap ig i V R   (3)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    8 7 4     8 81  87 6 ) ( s ig ig in ga p R R R V V    ( 4 )     B y   s ubs t itu t i ng   ( 3)  i ( 4 ) ,     ) ( ga p s ga p ga p in ga p i R V V V V    ( 5 )     S i mpli fyi n g   bo th s ides o (5) gi ves,     ga p s gap in i R V V    ( 6 )     F r om  ( 6)   c a n   b e   se en  t ha sm all  di ff er e n ce  b e tw e e     a n d  V ga p   m a k es  t he   m odel  mor e   c l o se  t t h idea va lue   of  i gap  in  t hi s   phas e   w hi c h   i s   z e r o .   S o   b y   ap p l y i n g   ( 7) ,   ga v o lta ge   r e a c h e to   i ts  m axi m u m   v alue  c a lle d o p e n  ga p   v o ltage   V oc   .     in gap V V   (7 The n 0 ga p i   (8   Defi c i enc y   o t h i s   a ssum p t ion   in  [ 8],   l e to  a   m isma tch  of  i t s   m a t h em atica l   e x p ress io w i t h   t he  g a p   c u rre nt   p ro fi le  i th is p ha se     F i gur 1.   T he  E D M   m ode i n   i gn iti o n   p h a se       2. 2.   D isch arge   p h ase    The  d i sc har g e   pha se   i occ u r r e i n   t he  t i m in t e r v a l   f r o m   t 2  t o   t 3  w h i c h  i s   c a l l e d   t di s   a show in  F i g u r e   2 .   D u r i ng  this  p hase,   t h is o l a t i n ef f e c t   o t h die l e c t r i c  b r e a k s   d o w n ,  c u r r e n t  s t a r t s   t o  f l o w   w h i l e   t h e   vo l t age  f a l l [ 10] .   The  sp ar k   i s   f or me a n ma chi n i n c ont in ue d  t o   r e a c h   a   p e a k  g a p  c u r r e n t  o f  I g   a nd  di scha r g v o lta ge  o V dis .   I n   t hi s   ph a s e   b o t h  swi t c h e of  S 1   a nd  S 2  fr o eq u i va le nt E D M   m ode i n  F i g ur e 1  ar e   c o n s i d er ed  o n.  L di s  a n d   R dis  a r e  c o n n e c t e d   t o g e t h e r  i n   s e r i e s  w h i c h  b o t h   a r e   c o n n e c t e d   t o  r e s is ta nce   R ig  i n   pa ral l el.  Gap  curr ent  i gap   and  G a volta ge   V ga p   c an  b e   obta i ned  as  f o llow s ,     ig di s R R ga p i i i    ( 9 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       ED M proce ss t h rou gh  m a the m at i c a l   m ode l ( D ana D e hgh a n i)   87 7   dt di dis dis R gap dis R dis L R i V    (10)    modi fyi n g ( 10) give s ,     dis dis R gap dis R dis R i V di L dt    (11)    Inte gra tin bot si des  of t he  (11),     dis R dis dis R gap dis R dis i R i V di t t L t 0 3 2       (12)    By  a pp l y in assump ti o n   dis R gap R i V z dis    (13)    dis dis R dz R di    (14)    So ,   dis dis L t R c a n be  e xpl a i ne d as  f o llow s :     dis R dis dis i z dz t t L t R 0 3 2    (15)    term  ( 15) c an be   e xpl a i ne d as fo l l o w s ,     dis R dis dis dis i dis R gap t t L t R R i V 0 ) ln( 3 2  (16)    us i n lim it s,     ) ln( ) ( 2 3 gap dis dis R gap dis dis V R i V L t t R    (17)    tak i ng an t i l og  of  b o t si des  o f  e qua t i on  (17)   dis R gap gap R i V e V dis dis L t t dis R ) 2 3 (  (18)    the current   dis R i can   b e e xpl a i ne d a s   f ol l o w s ) 1 ( ) ( 2 3 t t R V R dis L dis R dis gap dis e i   (19)    als o   ig gap ig R V R i    (20)    By  i nse r tin eq uat i o n s  (19)  a nd  (20)  i eq uat i on (9) , the  cur re nt  g a p  i n t h is  pha se  ca n  be  fou n d  a s fol l ow s:  ] ) 1 ( [ 1 ) ( 1 2 3 ig dis dis dis R t t L R R gap gap e V i    (21)    app l yi ng  th e Kir c h h o ff  law ,   gap s in V i R V gap    (22)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    8 7 4     8 81  87 8   sub s t itu t i ng  ( 2 1)   i ( 22) ,     ] 1 ) 1 ( [ ) 2 3 ( ig s dis L t t di s R dis s R R R R gap in e V V   ( 23)       V gap  i s   o b t a in ed  as f o llo w:    in R R R R e R R R R gap V V dis ig dis s t t di s L dis R s ig dis ig ) 1 ( ) 2 3 (   ( 24)     F r om  ( 21)   a nd   ( 24) ,   it  i s   c l e ar   t ha t fi nal  e qua t i o n   o gap   cur r ent  a nd  g a v o l ta ge  i thi s   pha se  i s   q u ite d i ff er en f r o m   t h a of  p resent ed  i n   [8 ].  E xp res s io of  g a p   cur r en a n d gap   v o l t a ge  i n [ 8 ]   ca n no t d e sc r i be   the  d y n am i c  be h av i o r of sys t e ac cura t e l y .       2. 3.   R e c over y   p h a se    The  r e co ver y   p hase   i ha ppe n e dur in t h tim e   in ter v a l   f r o m  t 3  t o  t 4   w hi ch   i call e t re c  a s   s h o w n   i n   F i g u r e  2 .   T h e   f l o w  o f   c u r r e n t  i s   s t o p p e d   a n d  d e s i r e d  i n s u l a t i n g   e l ect ri c   pr o p e rti e of   t he  d i e l e ct r i fl ui d   a r e   r ecove r e d [1 1] .   The   sc he ma ti c   c i r c u it  of   t he ED M   m ode l i n   t h i pha se  i s o b ta i n ed fr o m   F i g u r e   1   w he s w itc h   S 1   i o f f   a n n o   c ur r e nt  g oes thr o u g h  R 1  a n d   R s So   V gap  a n d  i ga p   a r e   e qu a l   t z e r o .   Th is   pha se i s t o t a lly  missed   in  t he   m ode pr e s en ted  i n   [ 8] .   Sin c e th swit c h   1 S   i ope n,   s o:     0 0 gap gap i V     ( 25)           F i g u r 2 . Pro f ile  o f   V gap   a nd  i ga p   dur in o n e   spar cyc l ove r   time       3 .   S IMULAT ION    I n  t h i s   s e c t i o n ,   t h e  d i a g r a m  o f   t h e   E D M   s y s t e m  w i t h  a c   t o  d c   p o w e r   sup p l a n tr ans i stor i z e d   sw itc h i n g   c ir c u i t   a pu lse   g e ne r a t o r   de si g n ed   i MA TL A B   a nd   s ch e m a t ic   d ia gr am   i sh ow n   i n   F igur e   3.   A c cor d i n to  t he  e s tima t ion   ob ta ine d   i ( 7 ) ,   t r a nsfor m e r   r educ e t h s o u r c e   vo lt ag e   of   250 V   t o   th e   i n put   vo l t age  of  V in   a nea r   a ope ga v o l t a g V oc   o 1 60V .   Fig u r e   4   s h o w s   s i m u l at i on  r e s u lts  o ga v o lta ge  a n d   g a cu rren t   f or  a   s e l ect ed   m ac h i ni ng   p ro cess.  S i m u l a t ed  d a t a r ch ose n   f rom   prev i o us  e x p erim en t a t e sts   pr esen ted  by  A .   Y ahya .   [1 2 ] .   I n   o r d er   t op t i m i ze   d isc h ar g e   c on d i t i o n s   a nd  base on  t h e x per i m e nta l   t est   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       ED M proce ss t h rou gh  m a the m at i c a l   m ode l ( D ana D e hgh a n i)   87 9 [1 2],   dela t i m e   t d   is  s e t   t o   2 µs   w hic h   i i n s i gn i f ic a n c o mp a r ed  w it t h d i sc har g ti m e   t dis .   It  i s   clea r l y   se en  in Fig ure   w h ere   simulat i on  re sults a re  qui te  cor relate d w i th  de sira ble   pr ofi l of  V gap   a nd  i gap  in F i gur e  2.          F i gure   3.  S im ulat ion  d i a g ram   of ED M   s ys te         F i gure   4.  S pa rk  p rofi l e s for   I g  = 12.5  A  a n d  F s   = 1 7 .24  KH Z       4 .   R ESULT   AND  DI SC USSI ON    A s   s how i n   F igure  2,  t he  p rofi le  o ED spar dur i n o n e   cyc l e   c on s i s t of  t he  i n i ti a l   phas e   occ u rred  d u ri n g   t he   tim in t e rval  b e t wee n   t 1  a n d   t 2 ,   fo llow e b y   t he  d i s c h arge   pha se   f ro m   t 2  t o  t 3  a n d  t h e   l a s t   pha se  w h i ch  i re cover y   f r o t 3  t o  t 4 Co n f ormi n g   t o   t h e   e qu at io (7 ),  s ma l l   di ff ere n ce   b et we en   i n p u v o lta g e   and  ga vo ltag e   i se lec t ed   t ge t   t h mo d e l   c l ose   t o   t he   i d eal   p rof i l e   t h r ou gh   i gni t i on   p h a se Not e wo rt hy  po int   t o   m en t i on  is  t ha t   t o   b e t t e e v a l ua te  t he  p roce d u re,   p r o p ose d   m o d e did  no c o n s i d er ed  n o i se   dur in ED pr oce s w h ic r e su lts  f r o t h s t oc h a st ic  n a t ure   o f   t he   E D M   s pa rk.  MATLAB  softwar e   i us ed  t deve l o p   t h c o m p lete   m ode of  E D M   s ys te m .   S i m ulat i o n   re sults  i n   F ig ur 4,  a g a vol tage   a n d   g a p   c urr e nt,  are   a b sol u te l y  sim ilar   to t he  m ode l i ng  pr ofi l e   from  F i gure   2.   To  v er i f t h s i m u la te m ode l,  p red i ct ed  M RRs  f r o m   ser i e s   o si mu l a ti ons  a re   c o m p a re wi th   s e r i e of  e xp erim ent a M RRs  c a rrie d   o u t   by  A .   Y ahya  [ 12]  u s i n g   s t e el  w or kp i e c e   a nd  c o ppe ele c tro d e.   P redic t e d   MR R   i s  d et ermi n e d   by  in s e r t i ng  si m ul at ed  d at a int o  eq u a t i o n   (2 6 ) ob ta in ed  by t h sa me  r esear cher in [13].    53 . 1 10 25 . 1 10 33 . 1 10 52 . 3 2 2 4 3 7 d dis d dis d dis s dis g dis t t t t t t F t I V MRR     ( 26)    wher   i ma terial  p r opert ies  fac t or . F or  t he  p re sent st u dy ,   α con s i d ere d  t o b e  equa l   t o  t he  one  sele c t ed b [ 1 4 ]  i .e . ,   1 3 12 10 2 J m . Equ ati o n (26)  is va li d f o t dis  u p  t o   400  µs  a nd   t d    e qua l t o  2  µs .   A ll da t a  in c u rrent  re sea r ch  c o n f orm t o  t hi s   ran g e o f  v a lid a t i o ns.  Ta b l e   pr esen ts  t he  s imu l at e d   ( P r e d i c t e d)  M RR   a nd   t he   e xper i m e nta l   ( A c tua l MRR   dur in s e ve ral   pea k   g a p   c urrent s  I g   ,   d ischar g e   tim es  t di s recover y   t ime   t re c   a nd  s p ar fre que nc ies  F s The  las t   c ol umn   of  t h i s   tab l s how pre d i c t e er ror  w h ic is  a   c o m p a riso be tw ee the   e xp erimen t a l   and   th si mu l a t e d   M R R   und e r   ide n ti c a l   c o ndi ti o n s.   T he   a ve rage   s imu l a t e d   e r r or  i be low   o f   5 .14   %.  I se en  t hat   the   s i mula te m ode has  abi l i t y   t pred i c t the   MRR w ith a cc ep ta b l e e rror .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   874  –  8 81   88 0 Tab l 1.  C om p p aris io n be tw ee n e xper i m e nta l  (A c tual)  and  simu la t e d  (P r e d ic t e d) MRR  Proc e ss  ) ( A I g    ) ( s t dis   ) ( s t rec   ) ( kHz F s   min) / ( 3 mm MRR   E r ro r (% A c t u al   P r e d i ct e d   125   4   4 . 4 8   12. 00   111. 1   6. 0 5   0 . 8 3   100   8   7 . 3 6   8. 00   83. 33   1 0   9. 3 4   6 . 6 0   12  55. 55   1 3   12. 62  2. 92   25  32. 25   1 5   15. 56  3. 73   50  17. 24   1 7   18. 14  6. 71   100  12   8 . 7 7   19   19. 52  2. 74   200  25   4 . 4 1   13   14. 00  7. 69   10   4   400  50   2 . 2 1   12   11. 77  1. 92   11   6   2   4   125   7   6 . 8 7   1. 86   12   6   3   4   111. 1   9. 0 1   0 . 1 1   13   6   4   4   100   1 1   11. 07  0. 64   14   6   6   4   83. 33   1 2   13. 94  16. 17   15   6   12  55. 55   1 9   18. 97  0. 16   16   6   25  32. 25   2 3   23. 49  2. 13   17   6   50  17. 24   2 6   26. 44  1. 69   18   6   100  12   8 . 7 7   21   21. 97  4. 62   19   6   200  25   4 . 4 1   23   21. 44  6. 78   20   6   400  50   2 . 2 1   19   18. 07  4. 89   21   8 . 5   3   4   111. 1   11   11. 83  7. 55   22   8 . 5   4   4   100   1 6   15. 44  3. 50   23   8 . 5   6   4   83. 33   2 1   19. 39  7. 67   24   8 . 5   12  55. 55   2 3   24. 36  5. 91   25   8 . 5   25  32. 25   3 1   30. 87  0. 42   26   8 . 5   50  17. 24   3 6   37. 58  4. 39   27   8 . 5   100  12   8 . 7 7   38   40. 46  6. 47   28   8 . 5   200  25   4 . 4 1   33   36. 61  10. 94   29   12. 5   111. 1   16   14. 54  9. 13   30   12. 5   100   2 0   21. 17  5. 85       5 .   C ONCL U S ION  I n   t h i pa per,   a   t i m doma i n   ma t h e m a t i c a l   m odel  of  E D M   s ys t e h as  b ee deve lope d.  T he   w ho le   mode is  s im u l a t ed  i ac cor d a n ce  t o   t he   E D M   c o n d i t i ons  i nc lu di n ig ni t i on,   d isc h a r ge  a nd  re c over y   p h a se s.   .   M A T L A B   s i m u la t i o n   r e s u l t   i s   q u i t e   c o r r e la t e d   w i th   d e s i r a b le   s p a rk  p ro fi les.  V a l i d it of   t he   s im u l a t e d   m ode l   is  c arr i e d   o u t   b c o m p ar i n M RR  fr om  t he   p re v i ous  r e s ea r c her exper i m e ntal   r e s u l t s I t   i fou n d   t ha t,  w ell- des i g n e d   m ode for  ED s y s t e m   c an  e as ily  p ro vi de  t h e   p o s si b i l i t to  p r e dic t   d y n a m ic   b e h av i o of  p ul s e   profi l es b eli m inat i ng c o mp lica t i ons re l a t e d  to t h stoc ha st i c  na t ure   of E D M  pr o c e ss i n e xper i m e nta l  tr i a l .         ACKNOW LEDG E MEN T S ( 1 0   PT)   A u t hors  ar tha n k f u l   f or  f ina n c i a l   s upp o r ti ng  from   R e s e a rc Ma n a g em ent  C e nte r   ( RMC)  o U n i v ersi ti   T e k no l o g i   M a l a y si a thro ug Q . J130 0 00.2 5 45.1 5 H 69.       REFE RENCES   [1]   Y .   Z hu , et al. ,   "Pr ecisi on  ma chi n i n o f   h igh  a s pe c t -ra tio   r ota t i ona par t   w i t wire  e lectro  d ischarge  m achin i ng,"  Jo urn a l  o f  Me ch an i c al  Sc ie nc an d T e chn o l o g y vol .   31,  pp. 13 9 1 -1 39 9, 20 17.   [2]   N.   M ahm ud,  e al. ,   " Ele c tric al  D isc h arge   M ac hi n i n g   F l y ba ck  C o n v erte r   usin U C 384 Curr ent  Mo d e   P W Con t ro l l e r ,"  P roc eedi n of  t he  E lec t ri c a E n gine eri n Com p u ter  S c ience   and  Infor m at ics ,   v ol .   1,  pp.  3 1 1 -3 1 4 2014.    [ 3 ]   C   L i ,   e t   a l .  " A n   E D M   p u l s e   p o w e r  g e n e r a t o r  a n d  i t s  f e a s i b l e   e x p er i m ent s   f or   d r ill in fi lm  c o o lin g   ho les". The In t erna tio na l Jo ur na l   o f  Adv an ced   M anu f a c t u rin g   Tec h n o l og y.  vol /i ssue : 8 7 ( 5 -8),  pp.  18 13- 21,  2 0 1 6   [4]   M.   M a h ar d i ka , e t   a l . "The   p ar am eters  eval uat i o n   an opt im i z a t i on  o f   p ol ycrys t a l l i n d i a m ond   m i c ro - ele c tr od isc h arg e   m ac hini n g   a ssis te b y   e le ctr ode  t oo vibr at ion ,"   T h e   In t e rna t io nal  J o u r na l of  Adv anc e d  M a nuf ac tu ri n g  T e c h n o l o g y,  vo l. 60,  pp.  985- 99 3,  201 2.  [5]   M.  S hab g ard  a nd  H .   A lena bi,   "U ltras on ic  a ssis t e d   e lec t r i c a l   d i s ch arg e   m a c h i ni ng   o Ti –6 Al– 4 V   a ll oy ,"  Ma teri a l s a nd Ma nu f a ct ur i n g  Processes,   vo l .   3 0 ,  pp.  991-1 0 0 0 20 15.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       ED M process thro u gh  m a t h e m a t ica l  m ode ( D a na D e h g h a n i)   88 1 [6 ]   Q .   G a o ,   "I mp ac t   of   e l e c t r o d e   l e ngt h   on   E DM   i n c l i n e d   hole   d r il lin proc e s s, T h e  I n t e rnat io n a l J o urn a l   of A d va nce d   Man u f ac t u r i n g  T e chn o l ogy ,   vo l .   94,   pp.   117 1- 1 1 7 5 ,   2018.   [7 ]   T.  E b i su , e t  a l . ,   "I nflue n c e   o f   Jet  F l us hi n g   on  C o r n e r   S ha p e   A cc ur ac i n   W ir E DM , "   Pr o ced ia  C I R P ,   vo l.   68,   pp.   1 0 4 - 1 08,   2 0 1 8 .   [8 ]   A .   E B.   M inh a t , et a l . ,   "M o d el   o f   P u l s e d   E lec t r i c a l   D isc h a r ge  M ac hi n i ng  ( E D M )   us i ng  R Ci r c uit,"  I n t e r n a tio n a l J our n a l  of Po w e El e c tr o n i c s an d D r ive  Sy st e m (I J PED S) ,   vol.   5,   pp.   252 - 260,   201 4.   [9 ]   O .   F lañ o , et al. ,   "I mpr ove me nt  o ED per f o r m ance   i hi gh- as pe ct  r a t i o   s lo m a c h i ni n g   u s i ng  m u lt i- ho le elec tr ode s, Prec i s io n E n g i nee r in g,   vo l .   51,   pp.   223- 2 31,   2 0 1 8 .   [10 ]   M .   Raja , e t  a l . ,   "Inve sti g a t i o of  C ry o g en i c   C o o l i n g   o f   M icro  E D M   D rilli ng   P ro c e ss   o n   AIS I   3 04  S t ain l ess  Stee l , in  In t e rnat io na l  Mech anic a l  En gi n e e r i n g   Co ng r e ss   a n d  Expo siti on ,   201 6.   A SME   20 1 6 .     A mer i ca S o c i et o f   M ec ha n i c a l   E n g i n ee r s ,   pp.   V 002T 02A 00 9- V 0 0 2 T0 2A 0 15.   [ 1 1 ]   W . - H .   H s u  a n d  W . - T .  C h i e n ,   " E f f e c t   o f  E l e c t r i c a l  D i s c h a r g e   M ac hi n i ng   on  S t r e ss  C o n ce ntr a t i on  i n   T itan i um  Allo y Holes, Materials,  v o l.  9 p .  9 57 2 0 1 6 .   [12 ]   A Ya h y a "Di g it al   c ont rol   of   a n   el ect ro   d is ch a r g e   m ac hin i ng  ( E D M )   syste m , "   doct o r a d i sser tat i on,   L oug h bor o u g h   U n i v e r si ty,   20 05.   [ 1 3 ]   A .   Y a hya   a n d   C .   M a nn ing,   " D e ter m inat i on  of  m ater ia l   r e mova l   ra t e   o an   e l ect ro -di s ch arg e   m ac hine  us in d i m e nsi o nal  ana l y s is, "   J our n a l  of Phy s ic D :   Applie d   Phys ics,   vo l.   37,   p .   1467,   2 0 0 4 .   [14 ]   D D .   D i B ito nt o , e t   a l . ,   "Theore tic al   m ode ls  o t h e   elec t r ic al  d i s char ge   m achin i n g   pr o c e s s .   I .  A  s i m p l e   c a th o d er osi o m odel, Jou r na l o f  ap p lie phy sics,   vo l.   66,   pp.   409 5- 4 1 03,   1 9 8 9 .       BIOGRAPHI E S  OF  AUT HORS       D a na   D e h gha n i   r e c e i ve d   he r   M. S c .   de gr ee   i E l ectr i ca l- M echa t r o n i c a nd  Au toma ti c   C o nt rol   by   c ourse   w o r k   a n d   di ss ert a ti on f r o m   U n i v e r s it i   Te k nol og Ma la ys ia,   S kudai,   Johor   i 2 0 14.   S he   i c u r r e n tly  w i t the   S c ho o l   o El ectr i c a E n g i nee r in g ,   F ac ul t y   o f   En gine er i ng,   U ni ver s i ti  Te k nol og Ma l a ys i a .   H e r   r e sea r ch  i nte r e st in c l u d e   E l e ct ri ca D i sc har g e   Ma chi n in S y s t e m MA TLA B,   S w i t c M ode   P ow e r   S upply,   E l e c t ri an H ybr i d   E lec t r i c   V e hicle.         Az l i   Ya hy re ce i v ed   h i s   B .En g   (Hon s )   d e g ree   i n   E l ect ro -M ech a n i c a l   P ow er   S ystem   and  M. S c .   de gr ee   i E l e c tr on ic  P r odu ct ion  f r om  U nive r s i t y   of  G l a m or ga n ,   W a l es- U K .   I n  2 0 0 6 ,  h e   o b t a i n e d  h i s   P h D  d e g r e e   i n  E l e c t r o n i c / E l e c t r i c a l  E n gi nee r i ng  fr om   U n i v e r s i t y  o f   L o u g h b o r o u g h ,  U K .  H e   i s  c u r r e n t l y  a n   A s s o c i a t e   P r o f esso a t   S c hool   o Biom ed ica l   E ng i n eer ing  a nd  He alt h   S cie n c e s,  F acult y   of  E n g i ne er i ng,   U ni ver s it T e kn olo g i   M a la y s i a Hi s   re se arc h   a re a s   c o v er  E l e ct ri cal   D i s c h a r ge   M a c h in ing  S y ste m ,   Anal og   / D i g i ta C i rcu it,  M ic roco ntro l l er,   P S PICE,  MA TLAB,  S witc h   M ode   P ow er   S upp l y ,   B i om edica l   i ns tr um enta t i o n .       N o r   H i sha m   K ham i r e ceiv e h i B . E ng  de g r ee   i S c ie nce   f r o t h e   U ni ve r s ity  o f   E v a n s v i l l e ,   I n d i a n a ,  U S A   i n   1 9 8 8  .  T h e  M . S .   d e g r e e  i n   E l e c t r i c a l   E n gi neer i n fr om   t he   U n i v er si ty   o N e w   S outh   Wale s,   S yd ney,   A ust r al ia,   i n   1 99 2,   a n d   t h P h . D .   de gr ee   i El e c t r i c a l   E ng in ee rin g   U n iv e r sit i   T e k n o l o g i   M al a y si a ,   J ohor,   M a lays ia,   in   2 0 0 5 .   He  i curr ent l an  A ssocia t Pr o f essor  a t   S ch oo of  E le c t ri ca l   E n g i n e er in g,   F acult of   En gine er i ng,   U ni ver s i ti  Te k n o l og Ma l a ysia .   H i r e sea r ch  i n t er e st i n clu d S o nar,  R a dar ,   a nd   W ir e l e ss  C o mm un icat i on.         A l i   I d ham   A l zaid i   r ece i v e d   h is  B . E ng  degr e e   i Biom ed ic a l   E n g i n eer i n g   f ro No rth   Tec hnic a l  U n i ver s i t of  M os ul ,   I r aq,   in 20 0 0   a n d  MS c   i Biom ed i ca En gine er i n fr om  U n i v er si ty   o f   B r idge p o r t ,   U S A,   i 20 1 1 .   H e   i c u r r e ntl y   w it t h De p a rt ment   o f   Biom ed ica l   E n g i n eer in g,   U nive r s i t i   Te kn o l o g i   Ma l a ysia .   H i r e se a r ch   i n t e r ests  i nc l u d e   Elec tr os ur gi ca S y stem MA TLA B,   S w itch  Mo de   P o w e r   Sup p l y,   a nd  T he r m al  C on t r o l .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.