автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Научно-методическое обоснование и технологическое обеспечение процессов изготовления микрозанижений на деталях авиационных двигателей



САУШКИН Геннадий Борисович

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОЗАНИЖЕНИЙ НА ДЕТАЛЯХ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Научная специальность 05.02.08 - «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О НОЯ 2011

Москва 2011 г.

4859326

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете «МАМИ»

Научный руководитель: Официальные оппонента:

кандидат технических наук, доцент Моргунов Юрий Алексеевич

доктор технических наук, профессор Бойцов Алексей Георгиевич

кандидат технических наук, доцент Овсянников Борис Львович

Ведущая организация:

Российский Государственный Технологический Университет «МАТИ» им. К.Э. Циолковского

Зашита состоится 24 ноября 2011 года в_часов в аудитории Б-304 на заседании

диссертационного совета ДМ 212.140.02 в Московском государственном техническом университете «МАМИ» по адресу. 107023, Москва, ул. Б. Семеновская, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского государственного технического университета «МАМИ», с авторефератом - на сайте www.mami.ru.

Отзывы в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просьба направлять в адрес диссертационного совета, E-mail: kanc@mami.ru

Автореферат разо слан _октября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, /У^ доктор технических наук, профессор, д.т.н.

Ершов М.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) является одной из наиболее сложных и наукоемких отраслей машиностроения. Потребность рынка новой техники в этой области за период с 2003 по 2022 годы оценивают суммой в 500млд. долларов США, рынка ремонта и эксплуатационных услуг - 1500млд. долларов. Поэтому в условиях жесткой конкуренции авиддвигателестроительиых компаний постоянно совершенствуются, разрабатываются п внедряются качественно новые методы и средства обработки, повышается технический уровень существующих технологий и средств оснащения.

К началу XXI века наметилась тенденция к снижению темпов роста по основным показателям качества двигателей: удельной тяге, удельному расходу топлива, надежности и ресурсу (0,5... 1 % в год). Считают, что добиться их существенного увеличения на базе традиционных технологий невозможно. Поэтому в отрасли авиационного двигателестроения широко представлены и шггенсивно развиваются физико-химические методы и технологии обработки. Эти методы и технологии, область применения которых постоянно расширяется, позволяют эффективно решать существующие и перспективные технологические задачи.

К числу таких задач относят получете поверхностных рельефов типа аэродинамических занижений глубиной 10...30 мкм с высокими требованиями к точности и качеству поверхности (Да - 0,2...0,4 мкм). Близкие технологические задачи решают при разработке технологий нанесения 1шформации на поверхность деталей авиационной техники (глубина знака 3... 5 мкм). Указанные операции гравироваши и маркирования невозможно или нецелесообразно выполнять традиционными средствами обработки резанием. Поэтому для их реализации все шире применяют электрохимические и электроэрозионные технологии.

Несмотря на достигнутые успехи в этой области, многие вопросы проектирования технологий и средств технологического оснащения для получения поверхностных рельефов методами электрохимической (ЭХО) и электроэрозионной (ЭЭО) обработки не решены Применительно к производству авиационной техники отсутствуют или являются малодоступными методики проектирования, не завершена технологическая база данных, практически отсутствует технико-экономическое обоснование операций электроэрозионной и электрохимической микрообработки, рекомендации по проектированию средств технологического оснащения носят, преимущественно, общий характер.

Целью диссертационной работы является обоснование и технологическое обеспечение процессов электрохимической и электроэрозионной обработки поверхностных рельефов, создание на их остове эффективных технологий гравирования и маркирования деталей ГТД.

Объектом исследований является процесс проектирования высокоэффективных технологий получения поверхностных микрорельефов, основанный на закономерностях электрохимического и электроэрозионного формообразования.

Научная новизна работы заключается в разработке и анализе математических и физических моделей процессов электрохимического и электроэрозионного формообразования поверхностных рельефов, обобщении и расширении базы данных для технологического проектирования. ,

На защиту выносятся следующие научные результаты:

С.

1. Модель электрохимического формообразования поверхностных рельефов глубиной 10...30 мкм с учетом сопутствующих процессов тепло- и массопереноса при различных условиях формирования электрического поля и перемешивания рабочей среды. Результаты теоретического анализа геометрических параметров получаемых занижений: глубины травления, радиусов сопряжения и угла наклона стенок.

2. Результаты экспериментального исследования процесса электрохимического формообразования аэродинамических занижений: новые закономерности формирования микро-и махрогеометрии, взаимосвязи между параметрами режима электролиза и выходными технологическими характеристиками операции электрохимического гравирования для различных способов ЭХО.

3. Результаты теоретического и экспериментального анализа процесса электроэрозионного формообразования аэродинамических занижений глубиной 10...30 мкм методом прямого копирования и методом следов.

4. Результаты теоретического и экспериментального анализа процесса электрохимического формирования занижений глубиной 3...5 мкм. Теоретическое обоснование нового технического решения для повышения качества маркирования изделий из материалов авиационного двигателестроения.

Практическая значимость работы заключается в разработке и обосновании инженерных методик расчета, практических рекомендаций, технологических процессов и элементов средств технологического оснащения, обеспечивающих создание высокоэффективных технологий электрохимического и электроэрозионного гравирования и электрохимического маркирования. Практические результаты работы представлены в виде:

— технологических рекомендаций по проектированию операций электрохимического гравирования аэродинамических занижений глубиной 10...30 мкм для двух различных способов электрохимической обработки;

— разработанного и внедренного технологического процесса и оборудования для электрохимического гравирования аэродинамических занижений на торце детали «гайка» двигателя АИ-222;

— технологических рекомендаций по проектированию операций электроэрозионного изготовления аэродинамических занижений;

— результатов технико-экономического анализа альтернативных технологий получения аэродинамических занижений и рекомендаций по их эффективному применению;

— технологических рекомендаций по проектированию операций электрохимического маркирования деталей ГТД, обеспечивающих замещение импорта расходных материалов. Новый способ и полезную модель для электрохимического нанесения информации на труднодоступные и малоразмерные поверхности деталей ГТД.

Результаты диссертационной работы (акт передачи от 20.04.2011) предложены, частично реализованы или приняты к внедрению на предприятии ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют». Технический эффект от внедрения результатов диссертационной работы заключается в снижении трудоемкости проектных работ при технологической подготовке производства, повышении производительности изготовления и уровня качества изделий, снижении удельных ресурсозатрат, повышении технологической надежности и культуры производства

Классификационная формула работы. Диссертационная работа направлена на решение практически важной научно-технической задачи - эффективному технологическому обеспечению изготовления поверхностных рельефов на деталях машин. Результаты исследований, полученные автором, могут служить научно-методической основой технологической подготовки производства новых изделий с элементами поверхностного рельефа, в том числе использовапы для получения аэродинамических занижений глубиной 10...30 мкм, элемен-тов-турбулизаторов в трубчатых теплообменниках, регулярных микрорельефов на поверхностях трения глубиной 5...50 мкм, системы канавок и пазов лабиринтных уплотнений, нанесения конструкторско-технологической информации на поверхности деталей машин.

Достоверность результатов исследований и разработок обеспечивается научно-обоснованной методологией теоретических исследований, применением апробированных методик и оборудования для экспериментальных исследований, оценкой точности отдельных измерений, преемственностью полученных результатов и проверкой поученных результатов в цеховых условиях.

Личный вклад автора заключается в получении, обобщении и систематизации экспериментальных результатов, разработке и анализе основных математических и физических моделей. Постановка задач исследований и обсуждение результатов выполнялись совместно с научным руководителем. Обсуждение отдельных результатов и подготовка совместных публикаций проводилась вместе с соавторами, указанными в списке опубликованных работ.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Электрохимические и электролитно-плаз-меиные методы модификации металлических поверхностей» (Кострома, 2007 г.); научно-практической конференции «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности» (Москва, МАИ, 2007 г.); научно-техническом семинаре «Прогрессивные технологии и оборудование механосборочного производства» (Москва, МАМИ, 2009 г.), Международной научно-технической конференции «Электроэрозионные и электрохимические технологии в производстве наукоемкой продукции» (Москва, 2010 г.), Международной научно-технической конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» (Москва, 2010 г.), Молодежной научно-технической конференции «Гагаринские чтения» (Москва, МАТИ, 2011 г.). Отдельные результаты и работа в целом докладывались на семинарах кафедры технологии машиностроения МГТУ-МАМИ в 2008-2011 г.г.

Научные публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, б из которых включены в перечень ВАК для опубликования материалов диссертационных работ. В процессе работы над диссертацией получен патент на изобретение.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 181 наименования и приложения на 23 страницах. Работа включает в себя 78 рисунков, 29 таблиц и 152 страницы текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, изложены результаты работы и приведена ее краткая характеристика

В первой главе проведен обзор известных работ, связанных с тематикой диссертации. Сформулирована технологическая задача получения поверхностных рельефов на примере аэродинамических занижений на торцевых уплотнителышх элементах газотурбинных двигателей, выполнен сравнительный анализ возможных методов и способов ее решения.

Сделан вывод о том, что с учетом специфических особенностей производства газотурбинных двигателей технологии ЭХО и ЭЭО обеспечивают заданные требования к качеству поверхностных занижений глубиной Ш...30 мкм при достаточной производительности и относительно невысокой себестоимости изготовления

Показана перспективность разработки технологий получения поверхностных микрорельефов на основе способа электрохимической обработки с использованием диэлектрических масок. Несмотря на достигнутые успехи в этой области благодаря трудам В П. Смолен-цева, З.Б. Садыкова, Г.П Смоленцева, В.В Клокова, А.И. Дикусара, М Паи а, не решены многие практически важные вопросы, связанные с проектированием таких технологий. Так, в области технологии авиадвигателестроения отсутствуют методики проектирования операций электрохимической микрообработки, сведения о технико-экономической эффективности таких операций, не завершена технологическая база данных, рекомендации по проектированию средств технологического оснащения носят общий характер.

В трудах Б.И. Ставицкого, А.Г. Бойцова, }. Когак, К. 1Щигкаг разработаны основные принципы электроэрозионной микрообработки. Однако, задача получения поверхностных микрозанижений глубиной 10...30 мкм с достаточно развитой площадью (30 мм2 и выше) и с параметром шероховатости На = 0,2...0,4 мкм практически не рассматривалась, несмотря на наличие на рынке оборудования пригодных для этой цели электроэрозионных станков.

На основании сделанного анализа выделены схемы электрохимической и электроэрозионной обработки, пригодные- для решения поставленной технологической задачи (рисунок I).

Схема а) поясняет процесс получения занижений с частичной изоляцией участков катода-инструмента. Профилированный катод 1 собирают заподлицо с диэлектрической маской 3, обеспечивая отсутствие зазоров в соединении. Обрабатываемая поверхность детали 2 располагается на расстоянии а относительно катода-инструмента. В соответствии со схемой б) диэлектрическая маска 4 равномерным слоем толщиной л, наносится на поверхность детали. Между диэлектрической маской и поверхностью инструмента 1 формируется щелевой зазор. Схему в) применяют для получения занижений небольшой глубины (2... 5 мкм). В ней используют непрофилированный катод 1, защищенный корпусом 5, который перемещается вдоль поверхности детали 2.

1 3

Г

Г ЯШ

¡Ж 1!ш ¿¿у

^ZZZZJ

а) 6) в) г) д)

Рисунок 1 - Схемное решение поставленной задачи методами ЭХРО (а - в) и ЭЭО (г, д)

Электроэрозионное гравирование занижений по схеме г) основано на методе прямого копирования формы инструмента 3, закрепленного в инструментальной головке 4, на детали 1, расположенной на расстоянии ат от рабочего торца инструмента. Для перемешивания рабочей жидкости 2 применяют сопло 5. Схема д) основана на методе следов и предполагает перемещение вращающегося инструмента 1, закрепленного в шпинделе 2, с помощью направляющей державки 3 по заданной программе относительно детали 4. Для повышения точности обработки электрод-инструмент периодически правят с помощью устройства 5.

Рассмотрены опубликованные работы, связанные с исследованием представленных схем электрохимического и электроэрозионного формообразования и разработкой технологий на их основе. Анализ состояния вопроса позволил сформулировать цель и основные задачи диссертационной работы.

Цель работы заключается в обосновании и технологическом обеспечении процессов электрохимической и элеюроэрозиошюй обработки поверхностных рельефов, создании на их основе эффективных технологий гравирования и маркирования деталей ГТД.

Задачи исследований:

1. Выполнить теоретический анализ процесса электрохимического формообразования аэродинамических занижений в условиях частичной изоляции поверхности одного из электродов с учетом сопутствующих процессов тепло и массопереноса;

2. Обобщить и дополнить данные об электрохимическом поведении исследуемых материалов в различных рабочих средах, на основе которых создать предметно-ориентированную базу данных для технологического проектирования операций электрохимического гравирования и маркирования занижений;

3. Экспериментально выявить закономерности формообразования при электрохимическом травлении занижений и установить взаимосвязи между параметрами режима электролиза и выходными технологическими характеристиками. Разработать и экспериментально обосновать методики назначения параметров режима для операций электрохимического гравирования аэродинамических занижений па основе выбранных способов электрохимического формообразования;

4. Выполнить теоретический анализ задачи электроэрозионного формообразования аэродинамических занижений, обосновать и экспериментально подтвердить возможность ее практического решения, установить основные взаимосвязи между параметрами режима ЭЭО и выходными технологическими характеристиками;

5. Выполнить технико-экономический анализ альтернативных технологий изготовления аэродинамических занижений и выявить область их эффективного применения;

6. Экспериментально обосновать методику выбора параметров режима для операций электрохимического маркирования с использованием импортозамещающих расходных материалов. Разработать и предложить техническое решение технологической задачи электрохимического нанесения информации на труднодоступные и малоразмерные поверхности деталей машин;

7. Разработать технологические рекомендации, эффективные технологии и средства технологического оснащения для операций электрохимического гравирования и маркирова-

вия деталей авиационных двигателей. Разработать и апробировать технологический процесс изготовления аэродинамических занижений на детали «гайка» двигателя АИ-222.

Вторая глава посвящена методическому обеспечению диссертационной работы. В ней сформулированы основные вопросы теоретических, экспериментальных и прикладных исследований, представлена структурно-логическая схема проведения работ, изложены основные методики, описаны оборудование и средства измерений для экспериментальных исследований и промышленной апробации результатов.

Экспериментальные исследования проводились на образцах го характерных представителей авиационных материалов: сталей 30Х2Н2ВФМА и 15Х16К5Н2МВФА, титанового сплава ВТ20, хромоникелевого сплава ХН60ВТ.

При оценке электрохимической обрабатываемости материалов использовались апробированные ячейки с вращающимся дисковым электродом и с прямоточным межэлектродным каналом. Станочные эксперименты проводились в цеховых условиях на электрохимическом копировально-прошивочном станке ЭТМ-200К со специальной оснасткой. В качестве электролитов применялись растворы минеральных солей NaCl, NaNO%, NaCIOа и бисолевые растворы системы NaCl/NaNOэ в дистиллированной воде. Эксперименты на вращающемся диске проводились в растворах хлорнокислого натрия в формамиде и ацетонитриле.

Для получения трафаретов при изготовлении аэродинамических занижений использовали диэлектрическую самоклеющуюся пленку марки Oraxal толщиной 80... 160 мкм, вырезка трафарета осуществлялась на плоттере модели Stika SW-12 фирмы Roland

Эксперименты по электроэрозионному получению занижений проводили на копировально-прошивочном станке модели Agietron Compact 1 фирмы Agie (методом прямого копирования) и прецизионном станке для электроэрозионного фрезерования модели SX-200НРМ компании SARIX SA (методом следов).

Геометрические параметры деталей и заготовок после обработки измерялись на коор-динатно-измеригельной машине фирмы ZEISS (Германия) модификации UPMC САРАТ или на высотомере MICRO-Hite 250 по стандартной методике с погрешностью измерения не более 1 мкм. Параметры шероховатости поверхности измерялись на профилографе-профило-метре модели SJ-301 компании Mitutoyo Corporation.

Оценку точности формы производили путем анализа профилограмм занижений, полученных на приборе для измерения и анализа топографии поверхности Talysurf CLI 1000 фирмы Taylor Hobson, оснащенном индуктивным контактным датчиком с разрешением 40 нм. В необходимых случаях изготовляли продольные и поперечные шлифы образцов, которые исследовались и обмерялись с помощью проектора JT12A-B.

Оценку точности размера глубины занижения выполняли путем статистической обработки данных. Металлографические исследования предварительно подготовленных шлифов проводили на инструментальном микроскопе по стандартной методике.

В третьей главе изложены результаты теоретических исследований процесса формообразования поверхностных занижений, а именно:

— рассмотрена модель идеального формообразования занижений электрохимическим травлением при частичной изоляции электродов диэлектрическими масками;

— выполнено уточнение полученных данных для схемы обработки в проточном канале с учетом формирования полей газосодержания и температуры в результате конвективного тепло- и массопереноса;

— выполнено уточнение полученных данных для схемы обработки с вращающимся дисковым электродом с учетом замедленности стадии переноса заряда в объеме раствора (диффузионные ограничения скорости растворения);

— предложена модель электроэрозионного формообразования занижений непрофшш-рованным вращающимся электродом-инструментом методом следов;

— рассмотрена модель формообразования занижений в условиях замкнутого МЭП применительно к задаче электрохимического маркирования.

Модель электрохимического травления занижений при идеальном формообразовании представлена системой уравнений (1).

и т . д<?| = и - р.;—

ай1

= 0;

(1)

ку = ^пх'Р, = = 0) = = 0) = /0

где <р - потенциал электрического поля; / и - поверхности катода и анода соответственно; Г„, - электрически изолированные участки обрабатываемой поверхности; и у, - катодный и анодный потенциалы; и - местная нормаль к анодной поверхности; £/- напряжение на электродах; спр,-злектрохнмический эквивалент и плотность материала анода; ц - выход по току реакции анодного растворения металла; х - удельная электропроводность электролита.

Уравнение Лапласа для потенциала электрического поля решалась методом конечных элементов. В результате решения системы уравнений (1) получены семейства профилограмм занижений для различных условий обработки. В расчетах приняты следующие условия травления: материал анода — сталь 30Х2ШВФМА, катода — сталь Х18Н10Т, ц= 1, / = 7 См/м, <р* = — 1,3 В, ч>1 = 0,2 В, р„= 7,8 г/см3, Ъ = 5 мм.

На рисунке 2 показаны характерные профили занижений глубиной 20 мкм, полученные для схем обработки с изолированным катодом (а) и анодом (б).

Ь

9) 6)

Рисунок 2- Расчетные профили занижений

Установлено, что характер профилей существенно зависит от выбранной схемы формообразования. Для схемы обработки с изолированным катодом получены занижения с плоским донышком, наклонными под углом а к вертикали стенками, радиусами перехода г и Л. При наличии маски на поверхность заготовки-анода формируются специфические впадины -«усы» глубиной Итт и шириной ¿>1 в местах перехода от стенки к донышку.

9

Найдено, что при использовании изолированного катода средняя скорость электрохимического травления донышка занижения линейно зависит от величины амплитудного напряжения на ячейке, что является следствием выполнения условий идеального формообразования. Зависимость глубины травления от времени описывается параболической зависимостью. При принятых условиях обработки отклонение от линейности становится заметным при глубине занижения примерно 50 мкм (20% от величины исходного зазора). С ростом зазора увеличиваются внешний и внутренний радиусы скругления Лиг, возрастает угол наклона стенок а, заметной становится погрешность длины занижения, оцениваемая показателем Л6/2 = Atga.

При нанесении изолирующей маски на анод также отмечается близкая к линейной зависимость съема материала от времени. Скорость травления донышка обратно пропорциональна величине зазора, а изменение толщины изоляции в пределах 0,01... 0,16 мм практически не влияет на ее величину. Глубина пристеночных углублений - «усов», при прочих равных условиях, возрастает с увеличением межэлекгродного зазора. Пристеночные заглубления выступают в качестве погрешности формы донышка, для оценки которой использован коэффициент е = hmas/h. Проведенные расчеты указывают на зависимость этого коэффициента от толщины изоляции. Показано, что для уменьшения величины пристеночных углублений до приемлемых значений необходимо работать с изоляцией толщиной не менее 0,13...0,16 мм.

Конвективный тепло- и массоперенос приводит к нарушению одного из основных условий идеального формообразования — формируется неоднородное поле электропроводности электролита вдоль координаты его течения. Роль конвективного переноса газа и тепла исследована для схемы обработки с изолированным катодом, для которой характерны малые значения МЭП (0,2...0,5 мм). В результате решения дифференциальных уравнений, описывающих изменение газо содержания и температуры электролита для прямоточного канала получена параболическая зависимость удельной электропроводности от координаты х

Х=Хо1-АВ*гЦА-В)х+1], А = рт--; вЛ-ii^i,

Х№,„р„ 2 Р.у„а (¿)

где Дг — температурный коэффициент электропроводности; i - плотность тока; хо, vo — соответственно удельная электропроводность и средняя скорость прокачки электролита на входе в зазор; см, р,„ — соответственно удельная теплоемкость и плотность электролига; ев, Чг — электрохимический эквивалент и выход по току реакции выделения водорода; р, — плотность водорода; а — межэлектродный зазор.

Выполнена оценка погрешности формы донышка занижения Дф/ в предположении, что скалярное поле значений удельной электропроводности определяет распределение плотности тока и линейной скорости растворения по поверхности заготовки в течение времени ta Дф( = vyatuUau(xo -xi)!a, (3)

где хуя — удельная скорость растворения материала анода, f„ — время обработки, f/ou — омическое падение напряжения на электролитном столбе. Параметры режима следует выбирать таким образом, чтобы эта погрешность не превышала установленного допуска 3 мкм.

Для получения занижений с параметром шероховатости поверхности Ra = 0,4 мкм на поверхности вращающегося диска предложено использовать неводные электролиты. В этих средах режим электрополирования, обеспечивающий требуемую шероховатость поверхно-

ста, достигается в условиях диффузионной или смешанной кинетики при плотностях тока 0,5... 1,5 А/смг.

Выполнен анализ гидродинамики течения электролита вблизи вращающегося диска, проведена оценка толщины гидродинамического ôr и диффузионного 5Д пограничных слоев.

При замедленности стадии отвода потенциалопределяющих ионов в объем раствора, что имеет место в нашем случае, предельный диффузионный ток описывается выражением

иДР(сГ) (4)

<5д

где я — заряд отводимой частицы, F - число Фарадея, с,"* - поверхностная концентрация насыщения отводимых продуктов реакции, D — коэффициент диффузии частиц.

При наличии на диске неизолированной концентричной кольцевой площадки с радиусами го и г толщину диффузионного слоя рассчитывают по формуле

112 -15 J 1.ч (51

Ф О '

где v — кинематическая вязкость жидкости, со — угловая частота вращения диска.

Отсюда следует, что при наличии окна в диэлектрической маске на диске толщина диффузионного слоя возрастает от внутренней кромки к периферии окна, а плотность тока и скорость растворения материала v в режиме диффузионной кинетики будут снижаться в этом направлении. Вблизи границы активной части диска при г = г« диффузионные ограничения отсутствуют и плотность тока по выражениям (4) и (5) обращается в бесконечность. Для устранения этого противоречия следует учитывать кинетику собственно электрохимической реакции.

Сделан вывод о том, что в результате изменения плотности тока вдоль радиуса занижения через некоторый промежуток времени U образуется погрешность формы Дфд (отклонение от плоскостности), которую приближенно можно оценить по выражению

Дфд = УудД/дЛь (6)

где Д|д - радиальное изменение плотности тока.

Выполненная оценка показала, что за характерное время 30 и 60 с (съем 10...20 мкм) погрешность формы может достигать соответственно значений 3...6 мкм, при допуске на отклонения от плоскостности донышка занижения 3 мкм. Сделан вывод, что для снижения выявленной погрешности формы донышка необходимо увеличивать частоту вращения диска, использовать маловязкие растворы или применять нестационарный режим электролиза.

При анализе процесса получения занижений с заданными геометрическими параметрами методом ЭЭО получено выражение, связывающее объемную скорость съема материала Q с параметром шероховатости Rz в виде

.fc.l/m. 1 fRz> M

Q~ —) или при mi=-->Q = k„k*f—

где Q - объемная скорость съема припуска; ки - удельная производительность, определяемая материалом заготовки; к,ф - коэффициент эффективности, зависящий от параметров режима;/ - частота следования импульсов, пц, т2 — эмпирические коэффициенты.

При прямом копировании формы инструмента расчетное время обработки одного занижения, с учетом требуемого параметра шероховатости, составляет 10 мин

При ЭЭО ^профилированным вращающимся инструментом методом обхода по контуру выполнен анализ процесса формообразования занижения глубиной 20...30 мкм и получена формула для расчета линейной компенсации износа инструмента по высоте Дг

д,= (8)

где 5— длина траектории, уд, у3 — скорости эрозии обрабатываемого материала и инструмента соответственно, у — коэффициент относительного износа, V, — скорость перемещения инструмента по данной траектории, Ы— диаметр инструмента, I — время обработки.

Установлено, что при прочих равных условиях оба исследуемых способа ЭЭО обеспечивают примерно равную производительность. Однако при обработке вращающимся инструментом обмен жидкости в рабочей зоне более интенсивен, что позволяет увеличить частоту подачи импульсов или при той же частоте увеличить коэффициент эффективности.

Построена и исследована модель процесса электролиза, протекающего в малом объеме неподвижной жидкости. Показано, что в отсутствие эвакуации газа и тепла из рабочей зоны процессы газо- и тепловыделения играют определяющую роль при оценке технологических возможностей операции маркирования.

В четвертой главе сформирована база данных для технологических расчетов, приведены результаты экспериментальных исследований получения поверхностных рельефов различными способами, проведено сравнение экспериментальных данных с расчетными и выявлены основные закономерности, связывающие выходные технологические характеристики с параметрами режима обработки.

База данных для технологических расчетов включает в себя рекомендации по выбору электролитов, справочные данные для определения удельной электропроводности и кинематической вязкости рекомендуемых растворов минеральных солей в водных и органических растворителях, сведения о потенциалах растворения исследуемых материалов в различных рабочих средах и выходе по току соответствующих анодных реакций. При ее составлении использованы результаты экспериментального исследования анодного поведения авиационных материалов, полученные на вращающемся дисковом электроде и в прямоточной ячейке.

Так, установлено, что растворение сталей и сплавов в электролигах на основе органических электролитов в широком диапазоне потенциалов сопровождается ограничениями тока, вызванными замедленностью стадии отвода продуктов электролиза в объем раствора. Значения предельных плотностей тока невелики (0,25... 1,5 А/см2), а травленая поверхность электрода характеризуется низкой шероховатостью поверхности, что, по-видимому, связано с перераспределением локальных плотностей тока на выступах и впадинах микрорельефа, вызванным замедленностью диффузионного переноса продуктов анодной реакции. Этот вывод хорошо согласуется с данными других авторов и указывает на возможность получения поверхностных микрозанижений с низким параметром шероховатости в неводных средах при относительно малых плотностях тока.

Экспериментальное исследование процесса получения поверхностных занижений по схеме с принудительной прокачкой электролита проводилась в специальной ячейке, показанной на рисунке 3. Данная оснастка позволяет обрабатывать одновременно от 1 до 36 занижений на кольцевом образце с геометрией, идентичной геометрии рабочей детали. Образец 1 устанавливают в расточку кольцевого инструмента, который состоит из диэлектриче-

ского корпуса 3 и рабочей части 4, запрессованной в корпус. Заданный межэлектродный зазор 5 обеспечивается выступами на базовой установочной поверхности инструмента. После установки кольцевого образца и сборки инструмента с базовой плитой 2 жидкость от насоса подается через центральное отверстие, «грибком» распределяется в полости предварительного формирования штока и поступает в межэлектродный промежуток, состоящий из 36 каналов прямоугольного сечения. Проливочные характеристики описанной оснастки, полученные расчетным и экспериментальным путем, отличаются не более чем на 10%, что позволяет надежно фиксировать требуемую скорость прокачки электролита, задавая входное давление.

Параметры режима при проведении экспериментов изменялись в пределах: зазор — 0,2...0,6 мм, входное давление —0,1... 1 МПа, плотность тока— 10... 170 А/см2, длительность импульса — 1...5 мс, скважность 2...5. Выходными технологическими характеристиками являлись показатели качества поверхностного слоя, производительность и точность выполнения элементов занижения. Эксперименты производили как на постоянном, так и на импульсном токе в водном растворе 8% ЫаМОз + 2%ЫаС1.

При анализе влияния плотности тока на шероховатость поверхности установлено, что в диапазоне 10...50 А/см2 в данном электролите формируется шероховатость с высотным параметром не ниже Иа= 1... 1,6 мкм, что не удовлетворяет требованиям чертежа (0,4 мкм). Математическая обработка результатов этого эксперимента показала, что в полулогарифмических координатах зависимость параметра шероховатости от плотности тока достаточно хорошо описывается линейной функцией (рисунок 4).

Рисунок 3 - Прямоточная ячейка для обработки кольцевых образцов

Рисунок 4- Влияние плотности тока на параметр шероховатости

Если предположить, что линейная зависимость справедлива на достаточно большом отрезке оси плотностей тока, то можно оценить минимальное значение требуемой плотности тока, при котором достигается Да = 0,4 мкм. Поскольку найденную величину (90 А/см2) не удается в наших условиях получить с использованием постоянного тока, применили импульсный источник питания. Оказалось, что при амплитудной плотности тока 90... 170 А/см2 достигается шероховатость поверхности, хорошо согласующаяся с линейной зависимостью, представленной на рисунке 4. Эти данные позволили рекомендовать импульсный ток для получения занижений и уточнить параметры импульсов. Опытным путем получена зависимость амплитудной силы тока /а от зазора а, которая хорошо согласуется с расчетом и ап-роксимируется выражением

(и,-Лч,) х^а4'-1, (9)

где U,- амплитудное напряжение, Др - сумма электродных потенциалов, S - площадь обрабатываемой поверхности.

При обработке импульсным током влияние гидродинамики на параметр шероховатости в указанном диапазоне изменения входного давления практически не сказывается. Вместе с тем, при малых значениях входного давления и значительных амплитудах тока начинают проявляться факторы, ограничивающие стабильное протекание процесса электрохимического травления. Если при входном давлении 1 МПа процесс протекает в режиме электрохимического растворения, то при прочих равных условиях снижение входного давления до 0,2 МПа и менее приводит к реализации режима совмещенной электроэрозионпо-электрохимической обработки. Расчеты показывают, что при входном давлении около 0,2 МПа величина критической длины МЭП xtp, на которой происходит смыкание газожидкостного клина с противоэлектродом, и создаются условия для электроразрядных процессов, близка к рабочей длине канала 4,3 мм при длине обрабатываемого занижения в направлении потока электролита 5,2 мм).

Влияние межэлектродного зазора на параметр шероховатости определяется зависимостью амплитудного тока от зазора Так, при прочих равных условиях увеличение зазора с 0,3 мм до 0,6 мм приводит к возрастанию параметра шероховатости с 0,27 до 0,65 мкм, что хорошо согласуется с расчетом.

Экспериментально подтверждено, что при величине снятого припуска, равной 5... 10% величины рабочего зазора, скорость растворения можно считать постоянной. В то же время, расчетная скорость растворения стали, полученная при выходе по току q = 1, меньше величины, найденной экспериментально. Это несоответствие обусловлено повышенным фактическим выходом по току при растворении азотированной стали из-за эффекта механического выпадания (дезинтеграции) карбошггридных включений.

Оценку точности глубины занижения производили опытно-статистическим методом путем обработки 180 измерений глубины занижения на пяти образцах (по 36 занижений на каждом образце). Получено, что поле рассеяния размеров можно с большой долей вероятности оцешпъ величиной ш = 4 мкм. Это означает, что выполняется условие ш < Т, где Т - допуск на глубину занижений, равный 4,5 мкм.

Анализ микрофотографий металлографического шлифа показывает, что после электрохимической обработки микроструктура поверхностного слоя не отличается от микроструктуры азотированного слоя на участке, не подвергавшемся обработке. Твёрдость поверхности обработанной с методом ЭХО - 89,0 HRN15, а необработанной поверхности - 88,1 HRN|5. Поверхностные дефекты типа сколов, микротрещин или растравливания по границам зерен отсутствуют. Шероховатость обработанной поверхности лежит в пределах Ra = 0,2...0,4 мкм, что соответствует требованиям чертежа.

В результате экспериментов установлены параметры режима обработки, обеспечи вающие высокое качество изготовления занижений в прямоточной оснастке: вид тока - импульсный (амплитудное напряжение 70...75 В, длительность импульса 2...4 мс, скважной 2...3, количество импульсов в пачке — 3...5, пауза между пачками — 80 мс); электролит -водный раствор 8% NaNO} + 2 % NaCL\ давление электролита - 0,6... 0,8 МПа; зазор 0,3 мм.

Экспериментально показано, что при обработке занижений по схеме врагцающегос дискового электрода можно получить шероховатость поверхности Ra = 0,2...0,4 ию,

используя в качестве электролита растворы хлорнокислого натрия в формамиде. Обработку следует проводить в режиме диффузионной или смешанной кинетики при плотностях тока 0,25... 1,5 А/см2 и при относительно больших зазорах (до 10 мм).

Зависимости снятого припуска от времени имеют линейный характер (рисунок 5), тангенс угла наклона соответствующих прямых численно равен линейной скорости растворения. Это подтверждает правомерность использования принятой теоретической модели.

Выявлено, что форма профиля занижений соответствует данным, полученным расчетным путем, а именно, профиль характеризуется крутыми стенками и наличием пристеночных заглублений - «усов». В соответствии с результатами теоретического анализа относительная величии «усов» снижается при возрастании толщины диэлектрической маски. Так при глубине занижения 20 мкм увеличение толщины маски в два раза (160 мкм) приводит к снижению значения е с 1,4 до 1,1.

Статистический анализ точности формообразования показал, что дтя площадок глубиной 5,10 и 25 мкм погрешность размера не превышает 4 мкм (рисунок 6).

200

100.

2, мкм

Рисунок 5 - Зависимости глубины занижений от времени обработки, полученные при зазоре 3 мм и напряжении на электродах, В: 1 - 15, 2-20, 3-25.

2 3 4 5

номер точки

Рисунок б - Профили донышка, построенные по 5 точкам при среднем съеме 5, 10 и 25 мкм соответственно. Условия обработки: • - и- ЗОВ, а = 2 мы; А-= ЗОВ, а = 3мм; ■-С/=37В, а= 10мм.

Кромки сопряжений площадок с торцом образца острые без заусенцев. Установлено, что величина зазора не оказывает заметного влияния на значение параметра шероховатости, увеличение частоты вращения диска приводит к возрастанию параметра шероховатости, что объясняется турбулизацией потока электролита. Повышение температуры электролита с 4 до 40 °С практически не влияет на параметр шероховатости. Таким образом, экспериментально подтверждена возможность получения занижений с заданными параметрами в установке с вращающимся диском и выявлены закономерности, описывающие влияние различных факторов на параметр шероховатости занижений.

При электроэрозионной обработке занижений способом прямого копирования установлено сильное влияние стадии эвакуации продуктов разрушения из МЭП на качество поверхности и производительность обработки. Показана принципиальная возможность получети занижений с требуемыми свойствами, выявлены параметры режима, обеспечивающие эти свойства

Получена зависимость глубины обработки от времени (рисунок 7). При глубине занижения, сравнимой с величиной торцового зазора, эта зависимость практически линейна, однако в дальнейшем начинают сказываться затрудненна с эвакуацией продуктов эрозии из

межэлектродного промежутка. Видно, что в условиях данного эксперимента на получение занижения глубиной 20 мкм требуется 10,5 мин.

Показано, что при относительно малом съеме припуска шероховатость поверхности детали зависит от шероховатости поверхности инструмента и приведено объяснение этому. Сформулированы требования к станку, обеспечивающие выполнение операции ЭЭО площадок-занижений.

Обработку занижения способом электроэрозионного фрезерования выполняли на станке модели БХ-200НРМ, обеспечивающем обработку трехмерных объектов с радиусами перехода до 3 мкм цельными или трубчатыми электродами диаметром от 0,005 до 3 мм, с компенсацией износа электрода-инструмента. Эксперименты проводили в деионизированной воде при следующих условиях: установленная глубина обработки - 20 мкм; величина рабочего зазора 60 мкм. Результаты эксперимента представлены в таблице 1.

Поле рассеяния размеров глубины донышка по результатам обмера 10 занижений (50 точек) составило 3 мкм. Скорость объемного съема — 0,057 мм'/мин. Машинное время обработки одного занижения площадью 37 мм2 — 15,5 мин. Сделан вывод, что ЭЭО вращающимся стержневым инструментом при найденных условиях позволяет получить занижения с заданными свойствами на выбранном станке.

Таблица 1 - Результаты станочного эксперимента

Оцениваемый параметр Требования чертежа Фактическое значение

Глубина занижения, мкм 0.01«' 0.019_OJO¡

Параметр Яа, мкм 0,4 0,4

Отклонение огг параллельности торцу, мкм 3 1...2

Измерения проходили на КИМ "TESA"

Влияние различных факторов на технологические показатели операции электрохимического маркирования изучалось в связи с практической потребностью в импортозамещешш расходных материалов на действующем оборудовании (установка EU Classic 300/500 с соответствующей технологией подготовки маски-трафарета). Информация наносилась на пластины из стали 15Х16К5Н2МВФАВ-Ш, титанового ВТ20 и жаропрочного ХН60ВТ сплавов.

Предварительные эксперименты позволили выявить область оптимальных значений основных регулируемых параметров электролиза: рабочего напряжения U и времени обработки t. Анализ вольт-амперных характеристик МЭП показал, что в условиях интенсивного газовыделения и отсутствия конвекции существенную роль в балансе напряжения играет падение напряжения в пористой трафаретной маске, что согласуется с физической моделью маркировки, представленной в гл. 1. Установлено, что качественное изображение знака получается при использовании одного трафарета не более 2-3 раз. Показано влияние состав

Л, мш

10 12 14 1,ш

Рисунок 7 - Зависимость глубины занижения от времени обработки на оптимальном режиме

электролита на четхость изображения, оцениваемую по величине поля рассеяния размера знака и на морфологию его поверхности.

На основании экспериментов, выполненных в водных растворах солей: ЫаЫ, ШВг, Ь'аИОз, N<¡N0:, Ыа^СОз, ЫаС1С>4, КСЮз, КМпОа, рекомендованы параметры режима электролиза и таблица электролитов для маркирования исследуемых материалов, обеспечивающих высокое качество знаков и обладающих хорошими эксплуатационными свойствами.

В пятой главе изложены практические рекомендации по разработке операционных технологий изготовления поверхностных занижений, приведено описапие разработанных средств технологического оснащения, рассмотрены результаты технико-экономической оценки различных вариантов технологии получения аэродинамических занижений, приведены технологические рекомендации по выбору электролитов для операций маркирования и предложены способ и устройство для повышения эффективности маркирования.

На основе предложенных технологических рекомендаций разработаны альтернативные технологии изготовления занижений глубиной 18 мкм с допуском на размер 4,5 мкм, параметром шероховатости На = 0,2...0,4 мкм на детали «гайка» уплотнительного устройства двигателя АИ-222 с использованием исследованных методов и способов обработки.

Выбрана структура операции электрохимического травления занижений на основе схемы обработки с частичной изоляцией катода-инструмента, сформулировано содержание отдельных переходов, составлена операционная технологическая карта (технология Т1). Предложена методика назначения параметров режима и выбраны конкретные параметры для данной операции (таблица 2).

Таблица 2 - Параметры режима операции ЭХО занижений в прямоточной оснастке

Электролит и, Л, 1/П!П> а, Ро, а V» 1маш>

В А А/см2 мм МПа л/мин м/с С н/час

2 % МаС1 + 8 % ЫаЬ'Оз 8,2 1200 90 0,25 0,8 100 20 4,7 0,25

Для данной операции разработаны средства технологического оснащения: технологическая установка и специальная оснастка, которые используются в серийном производстве детали «гайка» на базовом предприятии. Предложено выражение для расчета машинного времени обработки при использовании импульсов тока, форма которых описывается функциональной зависимостью I = 1(1)

и

где А3 и — глубина и площадь занижений соответственно, к— количество импульсов в пачке, /— частота следования пачек импульсов, г„- длительность импульса.

Сформулированы технические требования к специализированной установке для электрохимического гравирования поверхностных рельефов типа аэродинамических занижений:

площадь обрабатываемой поверхности, см2..................5...50;

вид тока...............................постоянный, импульсный;

среднее напряжение на электродах, В........................6... 15;

отклонение рабочего напряжения от номинального не более, %......5;

длительность импульса, мс................................0,5... 5;

скважность................................................1...5;

задаваемое время электролиза, с..............................2... 20;

точность выдерживания времени подачи напряжения, с.......... ± 0,1;

давление, развиваемое насосом, МПа............................1,2;

способ регулирования давления на оснастке.........с дросселем на входе;

расход электролига, м3/ч........................................6;

быстродействие системы защиты от КЗ, мкс...................... 10

Спроектированы и изготовлены на базовом предприятии специальная оснастка и инструмент, проведена наладка оборудования, осуществлены апробация и внедрение технологии в серийное производство. Спроектирована технология изготовления занижений способом нанесения диэлектрической маски на заготовку по схеме организации движения жидкости путем вращения дискового электрода (технология Т2). Параметры режима выбраны по рекомендациям, предложенным в главе 4 и представлены в таблице 3.

Комплексная операция выполняется на одном рабочем месте и включает в себя следующие переходы: изготовление диэлектрической маски; подготовка поверхности заготовки; нанесение маски на заготовку; установка заготовки на специальную державку; установка державки с заготовкой на шпинделе установки; травление 36 занижений согласно чертежу; съем заготовки, удаление маски, промывка и сушка, контроль качества занижений.

Таблица 3 - Параметры режима обработки занижений по схеме с вращающимся диском

Параметры режима Электролит и, В а, мм со, с'1 1, А/см2 'ш с $„> мм

Значения параметров 100 г/л КаСЮ4 в СНзОЫ 15 4 20...30 1 60 0,15

и-напряжение на электродах, а - межэлектродный зазор, со - частота вращения диска, I - плотность тока, - машинное время обработки, - толщина изоляции на аноде.

Спроектирована специализированная установка для выполнения операции (рисунок 8). Она состоит из ванны /, на отбортовках которой закреплены опоры 2 с установленной на них осью 3. В средней части оси имеется подшипниковый корпус 4 с валом 5, в верхней части которого смонтирован шкив 6, связанный ремнем 7 со шкивом 8 на валу электродвигателя 10. Последний установлен на кронштейне 9, закрепленном на ванне 1. На правой опоре оси 3 имеется храповое устройство И с фиксатором 12, На ось насажен штурвал 13 с рукояткой, обеспечивающий поворот оси на требуемый угол. По стойке 14, установленной на днище ванны 1, перемещается и закрепляется ползун 15 с державкой 16.

Державка служит для закрепления на ней сменного секторного катода-инструмента 17. Комплект таких секторов входит в состав установки и обеспечивает обработку всех деталей унифицированной группы. В нижней части вала имеется конусная расточка для крепления унифицированной державки 18 для закрепления детали 19. Подвод тока к валу 5 осуществляется с помощью щеточного устройства 20 и кабеля 21.

18

Рисунок 8 - Специализированная установка для электрохимического гравиро' ванияУЭГВД-1

Основываясь на результатах экспериментов, разработана операция электроэрозионной обработки занижений на станке модели SX-200HPM компании SARIX SA методом построчного обхода по контуру (технология ТЗ). Станок данного типа работает при автоматической подаче электрода-инструмента с компенсацией его износа.

Разработана методика назначения параметров режима, в соответствии с которой предложены следующие условия обработки:

энергия импульса, мкДж................................. 30... 50

длительность импульса, мкс...............................8

частота следования импульсов, кГц........................100

напряжение холостого хода, В.............................80... 100

рабочий зазор, мкм...................................... 5 0... 60

рабочая жидкость...............дистиллированная или денонсированная вода

инструмент....................цилиндрический стержень диаметром 0,5... 0,8 мм

материал инструмента.............................вольфрам, карбид вольфрама

число проверок глубины занижения по касанию за цикл........5... 7

Машинное время обработки одного занижения площадью 37,96 мм2 электродом-проволокой диаметром d= 0,8 мм рассчитываем, представляя поперечное сечение занижения в виде прямоугольника с размерами с = 7,3 мм и b = 5,2 мм. Инструмент перемещается построчно со сдвигом строки на шаг а, причем строчка направлена вдоль длинной стороны.

Предложена расчетная формула для определения машинного времени обработки одного занижения глубиной Л,

(cJt + fM)rf/l <")

, =--,

6VW.K,ф/

где !V„ - энергия импульса, Дж; кэф - коэффициент эффективности, учитывающий условия обработки; /- частота следования импульсов, Гц; к - число строк; к„ - коэффициент перекрытия, кП = d/a. Принимая рекомендуемые значения энергии импульса по данным Б.Н.Золотых, к„ = 1,09, к = 7, = 0,22 1 (Г5 мм3/Дж, /= 100 кГц, т„ = 8 мкс, j = 1,25 (учитывая хорошие условия эвакуации продуктов эрозии при ЭЭО вращающимся стержневым инструментом), получаем расчетное значение машинного времени i„ = 12...20 мин.

Экспериментально полученное время обработки одного занижения составляет 15 Mini. Как видно, несмотря на приближенный характер расчета энергии импульса, получено удовлетворительное согласие между расчетом и экспериментом. Это означает, что выражение (11) с учетом поправочного коэффициента можно рекомендовать для нормирования операций ЭЭО поверхностных рельефов способом фрезерования вращающимся электродом-инструментом.

Проведена технико-экономическая оценка предложенных технических решений по изготовлению аэродинамических занижений. Расчет трудоемкости и себестоимости операции изготовления занижений в детали типа «гайка» выполнен для трех вышеописанных технологий.

При годовом объеме выпуска 100 штук минимальная себестоимость операции обработки занижений достигается при применении унифицированной операции электрохимического гравирования с нанесением диэлектрической маски на заготовку (72). Себестоимость

операции элекгроэрозионного гравирования (73) практически не зависит от годового объема выпуска. Выполнен анализ влияния годового объема выпуска л на себестоимость обработки. Результаты расчетов показаны графически на рисунке 9.

Установлено, что эффективность применения конкурирующих технологий определяется критической величиной объема выпуска Пкр. При количестве обрабатываемых деталей менее 6 ("чй) (опытно-экспериментальное производство) операция элекгроэрозионной обработки, несмотря на высокую себестоимость, эффективнее, чем операция электрохимического гравирования на универсальном станке, при п^з < 17 операция ЭЭО эффективнее, чем операция ЭХРО на специальном оборудовании со специальной оснасткой. Операция Т2 эффективна при я > 2.

Приведены технологические рекомендации для проектирования операций электрохимического маркирования изделий из авиационных материалов. Теоретически обоснованы и представлены новый способ и устройство для электрохимического маркирования изделий из авиацпонтшх материалов в малоразмерных и труднодоступных местах.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сформулированы и обоснованы две актуальные технологические задачи микрообработки в производстве авиационных двигателей:

- получение аэродинамических площадок-занижений глубиной 10...30 мкм с допуском 4,5 мкм, параметром шероховатости Да = 0,4 мкм (гравирование) на торцевых поверхностях деталей;

- нанесение высококачественной информации (маркирование) в виде знаков глубиной 3... 5 мкм в малоразмерных и труднодоступных местах изделий.

На основании анализа технологических возможностей существующих методов обработки обоснована целесообразность применения операций электрохимической обработки для решения поставленных задач. В качестве альтернативной технологии рассмотрена электроэрозионная обработка занижений.

2. Выполнено моделирование процесса формообразования занижений путем совместного решения уравнений Лапласа и Фарадея при заданных начальных и граничных условиях.

Установлено, что профили занижений зависят от места расположения диэлектрической маски (на инструменте или на заготовке). Показано, что при электрохимическом получении занижений формируются специфические погрешности формы профиля, определяемые условиями обработки (наклон стенок, радиусы переходов, краевые эффекты в виде пристеночных углублений, разбивка занижения по периметру). Эти погрешности определяются принятой схемой обработки, механизмом съема материала - их следует рассматривать, как погрешности метода обработки.

•Ч 11 ' 1 I 1

10 20 п

Рисунок 9- Зависимости технологической себестоимости от условий обработки: 1 -Т2;2-ТЪ; 3-Т1,; 4-ТЗ (Т1г универсальное оборудование, специальная оснастка и инструмент; Т11 - специальные оборудование, оснастка, инструмент)

Аналитически выявлено влияние различных факторов на погрешности формы при изготовлении занижений в условиях идеального формообразования и сформулированы рекомендации по снижению указанных погрешностей.

3. Изучено влияние гидродинамики на формирование погрешности обработки при ЭХО занижений для двух схем течения жидкости: в плоском щелевом канале прямоугольного сечения и в окрестностях вращающегося диска. Уточнены и оценены поправки к результатам теоретического моделирования процесса формообразования, связанные с особенностями конвективного переноса электролитического газа и тепла. Показано, что отклонение от плоскостности донышка занижения в связи с изменением удельной электропроводности электролита вдоль координаты его течения может достигать 5...10мкм. Уточнена и оценена поправка, связанная с диффузионным контролем скорости анодного растворения при электрохимическом растворении материала анода в условиях диффузионной или смешанной кинетики. Показано, что отклонение от плоскостности донышка занижения в связи с изменением толщины диффузионного слоя в радиальном направлении при обработке по схеме с вращающимся диском может достигать 30% средней глубины занижения.

4. Экспериментально установлено влияние параметров режима электролиза на показатели качества аэродинамических занижений и производительность процесса для схемы обработки в прямоточном канале с прокачкой рабочей жидкости. Показано соответствие расчетных и экспериментально полученных данных. Установлена область допустимых параметров режима электролиза. Установлены характерные технологические отказы (дефекты поверхности) и выявлены причины их проявления.

5. Экспериментально установлено влияние параметров режима электролиза на показатели качества аэродинамических занижений и производительность обработки для схемы обработки в окрестностях вращающегося диска. Подтверждена правомерность теоретических расчетов, связанных с оценкой погрешности обработки, обусловленной массопереносом. Определена область допустимых параметров режима электролиза, обеспечивающих решение технологической задачи.

6. Дополнена, систематизирована и представлена в удобной для практического использования форме база данных для технологического проектирования операций электрохимического гравирования и маркирования занижений.

7. Выполнен теоретический анализ задачи электроэрозионного формообразования аэродинамических занижений и экспериментально подтверждена возможность ее практического решения для двух различных способов аяектроэрозионного формообразования. Выполнена оценка технологических характеристик операций электроэрозионной обработки.

8. На основании результатов исследований разработаны технологические рекомендации, эффективные технологии и средства технологического оснащения для операций электрохимического и электроэрозионного гравирования аэродинамических занижений. Предложены следующие значения параметров режима для различных способов и схем обработки:

8.1. Обработку занижений в прямоточном канале с прокачкой электролита и изоляцией на катоде-инструменте следует проводить импульсным током (длительность импульса 1...5 мс, скважность более 2, амплитуда тока - исходя из требуемой шероховатости поверхности) в смешанном водном растворе хлорида и шттрата натрия (2...5)% ЫаС1 + (8... 12)% ЫаЯОз, при входном давлении 0,6... 0,8 МПа и зазоре 0,3 мм;

8.2. Обработку занижений при использовании схемы вращающегося диска рекомендуется проводить в растворе 100... 150 г/л Л'аС/Oj в амиде муравьиной кислоты. Получение требуемой макро- и микрогеометрии обеспечивается при толщине диэлектрической маски 130... 160 мкм, величине зазора 4 мм, плотности тока 0,5... 1,5 А/см2, частоте вращения диска 200...500 мин"1;

8.3. Электроэрозиояную обработку занижений рекомендуется производить способом электроэрозионного фрезерования непрофилированным вращающимся электродом в дисти-лированной или деионизированной воде при следующих параметрах режима: материал инструмента вольфрам или карбид вольфрама, энергия импульса Ю-5... Ю-4 Дж, частоте следования импульсов 80... 100 кГц, скважности 1,25, рабочем зазоре 30...60 мкм.

Выполнен технико-экономический анализ принятых технических решений и выявлены условия их эффективного применения в условиях базового предприятия:

- операция ЭЭО занижений целесообразно проводить в условиях единичного и мелке серийного производства при годовом объеме выпуска изделий не более 6;

- операция ЭХО занижений в прямоточном канале с частично изолированным катодо1 экономически обоснована при мелко и среднесерийном производстве;

- операция ЭХО занижений с нанесением маски на изделие способом вращающегося дискового электрода выгодна для средне- и крупносерийного производства или при создг нии унифицированной технологии.

9. Теоретически и экспериментально обоснована методика выбора параметров режг ма для операций электрохимического маркирования изделий из авиационных материалов использованием импортозамещающих расходных материалов.

10. Теоретически обосновано, разработано и предложено новое техническое решени технологической задачи электрохимического нанесения информации на труднодоступные малоразмерные поверхности деталей машин, защищенное патентом РФ.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Саушкин Г.Б. Групповая операция электрохимической обработки окон в деталя типа «втулка»/ Митрюшин Е.А., Пименов С.П., Саушкин Г.Б. // Металлообработка. 2007.-С. 15-21.

2. Саушкин Г.Б. Исследование процесса электроэрозионного гравирования поверхш стных микрозанижений / Курьянович В.А., Калнин А.А, Саушкин Г.Б. // Труды ГОСНИТТ 2010, Т.106.-С. 137-142.

3. Саушкин Г.Б. Электрохимическое нанесение информации на поверхность детале машин / Ю.А. Моргунов, Г.Б. Саушкин // Упрочняющие технологии и покрытия. №12, 2009. С.45-50.

4. Саушкин Г.Б. Электрохимическое гравирование аэродинамических занижений оснастке с проточным каналом I Ю.А. Моргунов, Т.В. Вилигданов, Г.Б. Саушкин // Металл« обработка. №2, 2010. С. 70-74.

5. Сауппсин Г.Б., Теоретический анализ процесса электрохимического гравирования аэродинамических занижений / Саушкин Г.Б., Моргунов Ю.А. // Известия МГТУ «МАМИ». -М.:№ 1,2011.-С. 184-188.

6. Саушкин Г.Б. Устройство для электрохимического маркирования Патент RU №99365 Ul, В23Н 9/06. Приоритет от 10.06.2010. Бюл. №32 от 20.11.2010. Е.А. Мшрюшин, A.B. Чеканов и др.

Прочие работы:

7. Саушкин Г.Б. Модификация свойств поверхностного слоя изделий из жаропрочных материалов электрохимическим полированием / Материалы 11 МТК «Электрохимические и электролитно-плазменные методы модификации металлических поверхностей» - Кострома, КГТУ, 2007. - С. 80-82.С. B.C. Беников, Г.Б. Саушкин.

8. Саушкин Г.Б. Особенности электрохимического гравирования аэродинамических занижений в проточном канале / Сб. трудов НТС «Прогрессивные технологии и оборудование механосборочного производства». М., МГТУ «МАМИ», 2009. - С. 198 -202.

9. Саушкин Г.Б. Технико-экономическая оценка конкурентоспособности операций элекгроэрозионного и электрохимического гравирования аэродинамических занижений./ Материалы МНТК «Новые материалы и технологии». «Гагаринские чтения».- М.: МГТУ «МАТИ», 2011.-С. 152.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Специальность 05.02.08 — «Технология машиностроения»

Саушкин Геннадий Борисович

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ II РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОЗАНИЖЕНИЙ НА ДЕТАЛЯХ АВИАЦИОННЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ

Под редакцией автора Оригинал-макет подготовленредакционно-издатепьским отделом МГТУ «МАМИ»

Подписано в печать 19.10.2011. Формат 60x90 1/16. Бумага 80 г/м2 Гарнитура «Тайме». Ризография. Усл. Печ. Л. 3,0 Тираж 100 экз. Заказ № Б-264-11.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ.

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Перспективы применения электрохимических и электрофизических технологий в наукоемком машиностроительном производстве.

1.1.1 Электрохимические технологии.

1.1.2 Электроэрозионные технологии.

1.2 Обоснование применения электрохимических и электроэрозионных технологий для изготовления поверхностных рельефов.

1.3 Особенности изготовления поверхностных рельефов методом. электрохимического травления.

1.4 Особенности применения технологий электроэрозионной обработки в микро машиностроении

1.5 Теоретические предпосылки технологического проектирования операций электрохимической и электроэрозионной обработки элементов поверхностного рельефа.

1.5.1 Электрохимические процессы.

1.5.2 Электроэрозиониые процессы.

1.6 Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Структурно-логическая схема исследований и разработок.

2.1.1 Основные вопросы теоретических исследований.

2.1.2 Основные вопросы экспериментальных исследований.

2.1.3 Основные технологические и конструкторские разработки.

2.2 Проведение эксперимен гальных исследований.

2.2.1 Исследуемые материалы и их свойства.

2.2.2 Применяемые рабочие жидкости.

2.2.3'Основные схемы экспериментальных исследований процесса. формообразования поверхностных занижений.

2.2.4 Образцы для проведения исследований.

2.2.5 Получение масок-трафаретов на поверхности образцов.

2.2.6 Электрохимические измерения.

2.3 Экспериментальное оборудование и методики.

2.3.1 Моделирование процесса ЭХРО в прямоточном канале.

2.3.2 Методика экспериментального получения расходных характеристик межэлектродного промежутка.

2.3.3 Моделирование процесса ЭХРО в ячейке с вращающимся-диском.

2.3.4 Методика проведения экспериментов на вращающемся диске.

2.3.5 Станочное оборудование и методики проведения экспериментов.

2.4 Оценка технологических характеристик операций ЭХРО.

2.4.1 Оценка производительности.

2.4.2 Оценка точности формообразования.

2.4.3 Измерения'показателей качества поверхностного слоя.

2.4.4 Оценка достоверности экспериментальных данных.

2.5 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ.

ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ РЕЛЬЕФОВ.

3.1 Идеальная модель получения занижений. Решение задачи Лапласа.

3.2 Характер и возможное влияние возмущающих факторов.

3.2.1 Анализ гидродинамики течения рабочей жидкости.

3.2.1.1 Течение жидкости в узком прямоточном канале.

3.2.1.2 Движение вязкой несжимаемой жидкости вблизи поверхности. вращающегося диска.

3.2.2 Влияние тепло- и массопереноса на формирование профиля занижения.

3.2.3 Моделирование процесса электроэрозионной обработки занижений.

3.3 Моделирование процесса электрохимического растворения в замкнутом объеме электролита

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ РЕЛЬЕФОВ.

4.1 Подготовка технологической базы данных.

4.2 Влияние различных факторов на технологические показатели обработки занижений в узком проточном канале.

4.3 Влияние различных факторов на технологические показатели обработки занижений при вращении одного из электродов.

4.3.1 Выбор электролита для обработки занижений на вращающемся диске.'.

4.3.2 Экспериментальное исследование формирования занижений на вращающемся диске.

4.4 Технологические возможности получения занижений на операциях электроэрозионной', обработки.

4.5 Влияние различных факторов на технологические показатели операции электрохимической маркировки.'.

4.6 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЭЛЕКТРОХИМИИЧЕСКОГО ГРАВИРОВАНИЯ И МАРКИРОВАНИЯ.

5.1 Разработка технологических рекомендаций для операции электрохимического гравирования занижений в узком проточном канале.

5.1.1 Методика назначения параметров режима.

5.1.2 Разработка технологического процесса электрохимического.

5.2 Разработка технологических рекомендаций для операции. электрохимической обработки занижений на вращающемся электроде.

5.3 Разработка технологических рекомендаций для проектирования операций электроэрозионной обработки занижений.

5.4 Технико-экономическая оценка предложенных технических решений по изготовлению аэродинамических занижений.

5.5 Совершенствование технологии маркирования деталей. газотурбинного двигателя.

5.5.1 Разработка операций электрохимического маркирования с обеспечением импортозамещения расходных материалов.

5.5.2 Разработка нового оборудования для нанесения информации в труднодоступных местах заготовки.

5.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Производство авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) является одной из наиболее сложных и наукоемких отраслей машиностроения [1-3]. Потребность рынка новой техники в этой области за период с 2003 по 2022 годы оценивают суммой 500 млд. долларов США, рынка ремонта и эксплуатационных услуг - 1500 млд. долларов [4]. Поэтому в условиях жесткой конкуренции транснациональных авиадвигателестроительных компаний (Boing, Rolls-Roys, Pratt and Witly, General Electric) постоянно совершенствуются, разрабатываются и внедряются качественно новые методы и средства обработки, повышается технический уровень существующих технологий и средств технологического оснащения [5-7].

К началу XXI века наметилась тенденция к снижению темпов роста по основным показателям качества двигателей: удельной тяге, удельному расходу топлива, надежности и ресурсу (0,5. 1 % в год). Считают, что добиться существенного увеличения темпов роста показателей качества двигателей на базе традиционных технологий невозможно [8]. Поэтому в отрасли авиационного двигателестроения широко представлены новые физико-химические методы и технологии обработки, область применения которых постоянно расширяется [6, 9, 10].

К числу таких методов, позволяющих эффективно решать существующие и перспективные технологические задачи, относится методы электрохимической и электроэрозионной размерной обработки [10 - 11].

Технологии электрохимической размерной обработки (ЭХРО) получили распространение в оборонных отраслях промышленности, начиная с 50-х годов прошлого века, в связи с усложнением конструкций изделий и появлением новых конструкционных материалов [12, 13]. К настоящему времени метод электрохимической обработки материалов, способы и технологии на его основе занимают общепризнанное место в современной технологии машиностроения [14, 15]. Разработаны научные и технологические основы электрохимической размерной обработки, создан соответствующий парк электрохимических станков. Значительный вклад в развитие технологий ЭХРО внесли российские ученые и инженеры: Ф.В. Седыкин, Ю.Н. Петров, Ф.И. Кукоз, А.Г. Атанасянц, Ю.С. Волков, В.П. Смоленцев, H.A. Амирханова, Г.Н. Корчагин, А.Х. Каримов, Г.Н. Зайдман, Е.М. Румянцев, создавшие отечественные научные школы в области электрохимической размерной обработки [16]. Заметный вклад в развитие теоретических и прикладных вопросов электрохимической размерной обработки внесли исследователи и инженеры Великобритании [17], США [18], Японии [19, 20], Германии [21, 22]. Интенсивные разработки в этой области проводятся в Китае [23, 24].

Технологии электроэрозионной обработки развиваются с начала 40-х годов прошлого века, когда отечественный ученый Б.Р. Лазаренко предложил использовать явление электрической эрозии для обработки деталей машин [25]. К настоящему времени по объему продаж электроэрозионное оборудование занимает четвертое место на мировом рынке станкостроительной продукции [26].

Развитие теории и практики ЭЭО тесно связано с трудами отечественных ученых и специалистов, таких как Б.Н. Золотых, Н.И. Лазаренко, К.К. Намитоков, Л.С. Палатник, Г.Н. Мещеряков, Л.А. Ушомирская [27].

Оценивая роль и значение технологий электрохимической и электроэрозионной обработки, следует особо подчеркнуть два основополагающих фактора:

- эти технологии являются наукоемкими и обладают всеми признаками ключевых обрабатывающих технологий. Считают, что таким технологиям необходимо обеспечить приоритетное развитие [28];

- эти технологии позволяют в ряде случаев решать новые технологические задачи, недоступные традиционным технологиям обработки резанием [29]. Это расширяет возможности конструкторов при создании новой техники.

Так, в последнее десятилетие заметно развивается технологическое направление электрохимической размерной обработки, связанное с получением поверхностных рельефов с применением диэлектрических масок [30-32]. Операцшгэлектрохимического гравирования и маркирования [33, 34] получили не только развитую теоретическую базу, благодаря' работам В.П.Смоленцева, А.И. Дикусара, Г.П. Смоленцева, З.Б. Садыкова, но и современное автоматизированное оборудование. Эти операции широко применяются в производстве авиационной техники, особенно при изготовлении деталей, работающих при знакопеременных нагрузках, когда требования к показателям качества поверхностного слоя становятся определяющими [35].

Технологии ЭЭО все шире внедряются в микро машиностроение, позволяя с высокой точностью обрабатывать объекты размерами порядка десятка и сотни микрометров.

Сказанное означает, что технологии ЭХРО и ЭЭО можно успешно применять для получения поверхностных рельефов типа различных занижений и знаков на деталях машин. Однако широкое внедрение технологий электрохимического и электроэрозионного гравирования и маркирования сдерживается из-за наличия ряда нерешенных научных, технических и организационных проблем.

Целыо диссертационной работы является обоснование и технологическое обеспечение процессов электрохимического и электроэрозионного формообразования поверхностных рельефов, создание на их основе эффективных технологий гравирования и маркирования деталей ГТД.

Объектом исследований является процесс проектирования высокоэффективных технологий получения поверхностных микрорельефов, основанный на закономерностях электрохимического и электроэрозионного формообразования.

Объектом исследований является процесс проектирования высокоэффективных технологий получения поверхностных микрорельефов, основанный на закономерностях электрохимического и электроэрозионного формообразования.

Научная новизна работы заключается в разработке и анализе математических и физических моделей процессов электрохимического и электроэрозионного формообразования поверхностных рельефов, обобщении и расширении базы данных для технологического проектирования.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

1. Модель электрохимического формообразования поверхностных рельефов глубиной 10.30 мкм с учетом сопутствующих процессов тепло- и массопереноса при различных условиях формирования электрического поля и перемешивания рабочей среды. Результаты теоретического анализа геометрических параметров получаемых занижений: глубины травления, радиусов сопряжения и угла наклона стенок.

2. Результаты экспериментального исследования процесса электрохимического формообразования аэродинамических занижений: новые закономерности формирования микро- и макрогеометрии, взаимосвязи между параметрами режима электролиза и выходными технологическими характеристиками операции электрохимического гравирования для различных способов ЭХО.

3. Результаты теоретического и-экспериментального анализа процесса электроэрозионного формообразования аэродинамических занижений глубиной 10.30 мкм методом прямого копирования и методом следов.

4. Результаты теоретического и экспериментального анализа процесса электрохимического формирования занижений глубиной 3.5 мкм. Теоретическое обоснование нового технического решения для повышения качества маркирования изделий из материалов авиационного двигателе-строения.

Практическая значимость работы заключается в разработке и обосновании инженерных методик расчета, практических рекомендаций, технологических процессов и элементов средств технологического оснащения, обеспечивающих создание высокоэффективных технологий электрохимического и электроэрозионного гравирования и электрохимического маркирования. Практические результаты работы представлены в виде: технологических рекомендации по проектированию операций электрохимического гравирования аэродинамических занижений глубиной 10.30 мкм для двух различных способов электрохимической обработки; технологического процесса и оборудования для электрохимического гравирования аэродинамических занижений на торце детали «Гайка»; технологических рекомендаций по проектированию операций электроэрозионного изготовления аэродинамических занижений глубиной 10.30 мкм методом следов; результатов технико-экономического анализа альтернативных технологий получения аэродинамических занижений и практических рекомендаций по их эффективному применению; технологических рекомендации по проектированию операций электрохимического маркирования деталей ГТД, обеспечивающих замещение импорта расходных материалов. Новый способ и полезную модель для электрохимического нанесения информации на труднодоступные и малоразмерные поверхности деталей ГТД.

Результаты диссертационной работы предложены, частично реализованы и приняты к внедрению на предприятии ФГУП «Научно-производственный центр газотурбостроения «Салют» (акт передачи от 20.04.2011). Технический эффект от внедрения результатов диссертационной работы заключается в снижении трудоемкости проектных работ при технологической подготовке производства, повышении производительности и уровня качества изделий, снижении удельных ресурсозатрат, повышении технологической надежности и культуры производства.

Классификационная формула работы. Диссертационная работа направлена на решение практически важной научно-технической задачи - эффективному технологическому обеспечению изготовления поверхностных рельефов на деталях машин. Результаты исследований, полученные автором, могут служить научно-методической основой технологической подготовки производства новых изделий с элементами поверхностного рельефа, в'том числе использованы для получения аэродинамических занижений глубиной 10.30 мкм, элементов-турбулизаторов в трубчатых теплообменниках глубиной до 100 мкм, регулярных микрорельефов на поверхностях трения'глубиной 5.50 мкм, системы канавок и пазов лабиринтных уплотнительных устройств, нанесения кон-сгрукторско-технологической информации на поверхности деталей машин.

Достоверность результатов исследований и разработок обеспечивается научно-обоснованной методологией теоретических исследований, применением апробированных методик и оборудования для экспериментальных исследований, оценкой точности отдельных измерений, преемственностью полученных результатов и проверкой поученных результатов в цеховых условиях.

Личный вклад автора. Автором получены, обобщены и систематизированы экспериментальные результаты, изложенные в данной работе. Разработаны основные модели и проведен анализ этих моделей.

Постановка задач исследований и обсуждение результатов выполнялись совместно с научным руководителем. Обсуждение отдельных результатов и подготовка совместных публикаций проводилась вместе с соавторами, указанными в списке опубликованных работ.

Апробация работы. Отдельные результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Электрохимические и электролигно-плазменные методы модификации металлических поверхностей» (Кострома, 2007 г.); научнопрактической конференции «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности» (Москва, МАИ, 2007 г.); научно-техническом семинаре «Прогрессивные технологии и оборудование механосборочного производства» (Москва, МАМИ, 2009 г.), Международной научно-технической конференции «Электроэрозионные и электрохимические технологии в производстве наукоемкой продукции» (Москва, 2010 г.), Международной научно-технической конференции «Автомобиле- и тракторостроение в России: приоритеты развития и подготовка кадров» (Москва, 2010 г.), Молодежной научно-технической конференции «Гагаринские чтения» (Москва, МАТИ, 2011 г.).

Промежуточные результаты и работа в целом докладывались на семинарах кафедры технологии машиностроения МГТУ-МАМИ в 2008-2011 г.г.

Научные публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, 6 из которых включены в перечень ВАК для опубликования материалов диссертационных работ. В процессе работы над диссертацией получен патент на изобретение.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 181 наименования и приложения на 23 с. Она включает в себя 78 рисунков, 29 таблиц и 152 страницы текста.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сформулированы и обоснованы две актуальные технологические задачи микрообработки в производстве авиационных двигателей:

- получение аэродинамических площадок-занижений глубиной 10.30 мкм с допуском 4,5 мкм, параметром шероховатости Яа = 0,4 мкм {гравирование) на торцевых поверхностях деталей;

- нанесение высококачественной информации (маркирование) в виде знаков глубиной 3.5 мкм в малоразмерных и труднодоступных местах изделий.

На основании анализа технологических возможностей существующих методов обработки обоснована целесообразность применения операций электрохимической обработки для решения поставленных задач. В качестве альтернативной технологии рассмотрена электроэрозионная обработка занижений.

2. Выполнено моделирование процесса формообразования занижений- путем совместного решения уравнений Лапласа и Фарадея при заданных начальных и граничных условиях.

Установлено, что профили занижений зависят от места расположения диэлектрической маски (на инструменте или на заготовке). Показано, что при электрохимическом- получении занижений формируются специфические погрешности формы профиля, определяемые условиями обработки (наклон стенок, радиусы переходов, краевые эффекты в виде пристеночных углублений, разбивка занижения по периметру). Эти погрешности определяются принятой схемой обработки, механизмом съема материала - их следует рассматривать, как погрешности метода обработки.

Аналитически выявлено влияние различных факторов на погрешности формы при изготовлении занижений в условиях идеального формообразования и сформулированы рекомендации по снижению указанных погрешностей.

3. Изучено влияние'гидродинамики на формирование погрешности обработки при ЭХО занижений для двух схем течения жидкости: в плоском щелевом канале прямоугольного сечения и в окрестностях вращающегося дргска. Уточнены и оценены поправки к результатам теоретического моделирования процесса формообразования, связанные с особенностями конвективного переноса электролитического газа и тепла. Показано, что отклонение от плоскостности донышка занижения в связи с изменением удельной электропроводности электролита вдоль координаты его течения может достигать 5. 10 мкм. Уточнена и оценена поправка, связанная с диффузионным контролем скорости анодного растворения при электрохимическом растворении материала анода в условиях диффузионной или смешанной кинетики. Показано, что отклонение от плоскостности донышка занижения в связи с изменением толщины диффузионного слоя в радиальном направлении при обработке по схеме с вращающимся диском может достигать 30% средней глубины занижения.

4. Экспериментально установлено влияние параметров режима электролиза на показатели качества аэродинамических занижений и производительность процесса для схемы обработки в прямоточном канале с прокачкой рабочей жидкости. Показано соответствие расчетных и экспериментально полученных данных. Установлена область допустимых параметров режима электролиза. Установлены характерные технологические отказы (дефекты поверхности) и выявлены причины их проявления.

5. Экспериментально установлено влияние параметров режима электролиза на показатели качества аэродинамических занижений и производительность обработки для схемы обработки в окрестностях вращающегося диска. Подтверэюдена правомерность теоретических расчетов, связанных с оценкой погрешности обработки, обусловленной массопереносом. Определена область допустимых параметров режима электролиза, обеспечивающих решение технологической задачи.

6. Дополнена, систематизирована и представлена в удобной для практического использования форме база данных для технологического проектирования операций электрохимического гравирования и маркирования занижений.

7. Выполнен теоретический анализ задачи электроэрозионного формообразования аэродинамических занижений и экспериментально подтверждена возможность ее практического решения для двух различных способов электроэрозионного формообразования. Выполнена оценка технологических характеристик операций электроэрозионной обработки.

8. На основании результатов исследований разработаны технологические рекомендации, эффективные технологии и средства технологического оснащения для операций электрохимического и электроэрозионного гравирования аэродинамических занижений. Предложены следующие значения параметров режима для различных способов и схем обработки:

8.1. Обработку занижений в прямоточном канале с прокачкой электролита и изоляцией на катоде-инструменте следует проводить импульсным током (длительность импульса 1.5 мс, скважность более 2, амплитуда тока - исходя из требуемой шероховатости поверхности) в смешанном водном растворе хлорида и нитрата натрия (2.5)% ИаС1 + (8. 12)% ЫаЫОз, при входном давлении 0,6.0,8 МПа и зазоре 0,3 мм;

8.2. Обработку занижений при использовании схемы вращающегося диска рекомендуется проводить в растворе 100. 150 г/л ЫаСЮ4 в амиде муравьиной кислоты. Получение требуемой макро- и микрогеометрии обеспечивается при толщине диэлектрической маски 130. 160 мкм, величине зазора 4 мм, плотности тока 0,5. 1,5 А/см", частоте вращения диска 200. .500 мин" ;

8.3. Электроэрозионную обработку занижений рекомендуется производить способом электроэрозионного фрезерования непрофилированным вращающимся электродом в дистилирован-ной или деионизированной воде при следующих параметрах режима: материал инструмента вольфрам или карбид вольфрама, энергия импульса Ю-5.5-10~5 Дж, частоте следования импульсов 60. 100 кГц, скважности 1,25, рабочем зазоре 40. .60 мкм.

Выполнен технико-экономический анализ принятых технических решений и выявлены условия их эффективного применения в условиях базового предприятия:

- операция ЭЭО занижений целесообразно проводить в условиях единичного и мелкосерийного производства при годовом объеме выпуска изделий не более 6;

- операция ЭХО занижений в прямоточном канале с частично изолированным катодом экономически обоснована при мелко и среднесерийном производстве;

- операция ЭХО занижений с нанесением маски на изделие способом вращающегося дискового электрода выгодна для средне- и крупносерийного производства или при создании унифицированной технологии.

9. Теоретически и экспериментально обоснована методика выбора параметров режима для операций электрохимического маркирования изделий из авиационных материалов с использованием импортозамещающих расходных материалов.

10. Теоретически обосновано, разработано и предложено новое техническое решение технологической задачи электрохимического нанесения информации на труднодоступные и малоразмерные поверхности деталей машин, защищенное патентом РФ.

1. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей/ Под ред. А.Г. Бра-тухина, Г.К Язова, Б.Е. Карасева.- М: Машиностроение. 1997.-416 с.

2. Приоритеты авиационных технологий: В 2-х кн. / Под ред. А.Г. Братухина. М.: Изд. МАИ. 2004.

3. Наукоемкие технологии производства РКТ / Сборник научн. трудов / Под ред. В.В. Бу-лавкина, В.Х. Постаногова, Ю.Ф. Назарова.- Подольск: Сатурн С, 2001 - 365 с.

4. Ножницкий Ю.А. Разработка ключевых (критических) технологийдля создания новых поколений ГТД /Новые технологические процессы и надежное ib ГТД. Научно-технический сб. -М.: ЦИАМ, 1999. С. 5-34.

5. Селиванова М.В. Разработка и исследование методологии повышения конкурентоспособности газотурбинных двигателей. Автореф. дис.докт. техн. наук Москва: РГТУ-МАТИ. 2008,- 43 с.

6. Физико-химические методы обработки в производстве газо1урбинных двигателей: Учеб. пособие / Под ред. Б.П. Саушкина М.: Дрофа, 2002 - 656 с.

7. Гайлит Ю.Т., Саушкин Б.П. Технологическое обеспечение производства новых изделий./ Крылья Родины, №10. 2007.- С. 35-40.

8. Саушкин Б.П. Инновационные процессы в области физико-химических методов и технологий / Высокие технологии стратегии XXI века. Материалы международной конференции. -М.: ЗАО НПКФ «МаВР», 2009. - С. 616-619.

9. Процессы механической и физико-химической обработки в производстве авиационных двигателей / А.Г. Бойцов, А.П. Ковалев, A.C. Новиков и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Бауман а. 2007. - 584 с.

10. Елисеев Ю.С., Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники М.: Изд. МГТУ им.Н. Баумана. 2010.-440 с.

11. Павлинич С.П. Перспективы применения импульсной электрохимической обработки в производстве деталей газотурбинных двигателей / Вестник УГАТУ. Сер.: Машиностроение. 2008, Т.11, №2. С.105-115.

12. Седыкин Ф.В. Размерная электрохимическая обработка деталей машин М.: Машиностроение. 1976. - 302 с.

13. Технология электрохимической обработки деталей в авиадвигателестроении / В. А. Шманев, В. Г. Филимошин, А. X. Каримов и др М.: Машиностроение. 1986.-168 с.

14. Коваленко B.C. Машиностроение в новом тысячелетии/ Электронная обработка материалов. 2001, №3. С. 60-68.

15. Зайцев А.Н. Технологические преимущества и область применения электрохимической обработки / Экономика и производство.2003, №4,- С. 63-65.

16. Румянцев Е. М. Чтобы знали и помнили . Иваново: Изд. ИГХТА. 1997. - 182 с.

17. De Barr А.Е., Oliver D.A. Electrochemical Machining.- London: Macdonald Pablication House/ 1970.- 198 p.

18. Kozak J., Rajurkar K„ Makkar J. Selected problems of micro-ECM / J. Mater. Proc-ess.Technol. 2004, 149, №1-3. P. 426-431.

19. Nohara Ryuki, Kato Dai, Imanari Kuniyuki. Study of numerical modeling of ECM / Ishikawa-jirna-Harima Eng. Rev. 2005.45, 3. P. 130-134.

20. Коваленко B.C. Нетрадиционные методы обработки материалов в Японии / Электронная обработка материалов. 2000, №3. С. 4-12.

21. Frasen und Erodieren / Werkstatt und Betr. 2006, V. 139, 9.- P.48.

22. Erodierdampfe beseitigen / Maschine. 2007, 61, №1. P. 11.

23. Wang Lei, Zhu Di. Shape evolution and prediction of three dementional workpieces in electrochemical machining /Trans. Nonferrous Metals Soc. China.2005, V.15, №3. P. 241-246.

24. Zhang Liao, Liu Yao. An experimental study on electrochemical machining of microelectrode. / J. China Ordnance. 2006,2, №3. P. 206-210.

25. Лазаренко Б.P., Лазаренко Н.И. Электрическая эрозия металлов.- М.: Государственное энергетическое издательство, 1944.- 28 с.

26. Корниенко А.А. Тенденции рынка электрофизико-электрохимических станков./ ИТО: Инструмент. Технология. Оборудование. №2. 2005. С.20-23.

27. Золотых Б.Н. Об открытии и развитии электроэрозионной обработки материалов/ Электронная обработка материалов. 2003, №3. С. 4-9.

28. Общероссийская дискуссия «Промышленность, наука, образование пути развития и ожидаемые результаты». М.: Союз машиностроителей России, 2007.- 70 с.

29. Волков Ю. С. Электрофизические и электрохимические процессы обработки материалов. -М: Издательство МГОУ. 2005. 205 с.

30. Веников B.C., Саушкин Б.П., Дикусар А.И. Анализ технологий изготовления поверхностных занижений глубиной 10.20 мкм / Упрочняющие технологии и покрытия. 2008, С. 4853.

31. Звонкий В.Г. Локализация анодного травления алюминиевых сплавов трафаретом из са-моклеющихся полимерных масок. Автореф. дисс.канд. техн. наук. Ивановский ГТУ, 2005.—16 с.

32. Дикусар А.И., Келоглу О.Ю., Ющенко С.П. / Моделирование эволюции формы полости в тонком слое металла при ЭХМО частично изолированной анодной поверхности / Электрохимия. 1999, Т.35, №6. С. 649-654.

33. Смоленцев В.П., Смоленцев Г.П., Садыков З.Б. Электрохимическое маркирование деталей. М.: Машиностроение, 1983. - 72 с.

34. Смоленцев Г.П., Коптев И.Т., Смоленцев В.П. Теория электрохимической обработки в нестационарном режиме Воронеж: Изд. ВГТУ, 2000. - 103 с.

35. Смоленцев Г.П. Разработка методов и средств управления процессом электрохимической обработки в нестационарном режиме. Автореф. дисс.докт. техн. наук. Воронежский ГТУ. 1998.-32 с.

36. Зайдман Г. Н., Петров Ю. Н. Формообразование при электрохимической раз-мерной обработке. -Кишинев: Штиинца. 1990. 205 с.

37. Электродные процессы и процессы переноса при электрохимической размерной обработке металлов / А. И. Дикусар, Г. Р. Энгельгардт, В. И. Петренко, Ю. Н. Петров. Кишинев: Штиинца. 1983.- 208 с.

38. Митрюшин Е.А., Саушкин С.Б., Саушкин Б.П. Современные технологии и оборудование для электрохимической обработки аэродинамических профилей лопаточных машин./ Металлообработка, №2, 2010.-С. 50 61.

39. Саушкин С.Б. Научно-методическое обеспечение технологической унификации операций электрохимической обработки изделий авиационной техники. Автореферат дис.канд. техн. наук. М.: МГТУ-МАМИ, 2011. - 22 с.

40. Основы теории и практики электрохимической обработки металлов и сплавов / М. В. Щербак, М. А. Толстая, А. П. Анисимов, В. X. Постаногов. ~ М.: Машиностроение. 1981. -263 с.

41. Атанасянц А. Г. Электрохимическое изготовление деталей атомных реакторов. М.: Энергоатомиздат. 1987. - 176 с.

42. Белянин П.Н. О научных основах машиностроительных технологий.- М.: НИАТ. 1988.152 с.

43. Расторгуев Г.А., Рогов В.А. Перспективы развития технологических процессов в машиностроении /Технология машиностроения. 2009, №2.- С. 68-71

44. Давыдов А. Д., Козак Е. Высокоскоростное электрохимическое формообразование. М.: Наука. 1990. - 272 с.

45. Особенности высокоскоростного анодного растворения никельхромовых сплавов / Н. А. Амирханова, P.C. Исламова, В.В. Саяпова и др. Уфа: Гилем. 2002. - 200 с.

46. Орлов В.Ф., Чугунов Б.И. Электрохимическое формообразование. М.: Машиностроение. 1990.-240 с.

47. Строшков В.П., Пшеничников В.А., Кожевников B.JI. Высокоточное электрохимическое формообразование сложнопрофильного инструмента и деталей машин.- Екатеринбург: Изд. УрО РАН. 2005.-212 с.

48. Purear M., Bortels L., Van den Bossche В. 3D electrochemical machining computer simulations /J. Mater. Process.Technol. 2004, 149, №1-3. P. 472-478.

49. Смелов В.Г. Повышение эффективности ЭХО лопаток компрессора на основе компьютерного моделирования подготовки производства,- Автореф. дисс. . канд техн. наук. Самара: СГАУ. 2006,- 19 с.

50. Житников В.П., Зайцев А.Н. Импульсная электрохимическая размерная обработка. М.: Машиностроение, 2008. - 413 с.

51. Электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов. Проблемы теории и практики / О.И. Невский, В.М. Бурков, Е.П.Гришина и др.- Иваново: ИГХТУ, 2006.- 282 с.

52. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Под ред. В. А. Волосатова. JL: Машиностроение. 1988. -719 с.

53. Электроэрозионная и электрохимическая обработка. Расчет, проектирование, изготовление и применение электродов-инструментов. 4.2. Электрохимическая обработка / Под ред. А. Л. Лившица и А. Роша. М.: НИИМАШ. 1980. - 164 с.

54. Kozak J., Gulbinowicz D., Gulbinowicz Z. The mathematical modeling and Computer Simulation of Pulse ECM / Engeneering Letter. 2008, №11- P. 47- 52.

55. Саушкин Г.Б., Моргунов Ю.А. Теоретический анализ процесса электрохимического гравирования аэродинамических занижений. // Научные труды МАМИ М.:МГТУ- МАМИ. № 2011. -С. 135-139.

56. Высокочастотная пульсирующая ЭХО особо тонких деталей. Wu Gao-yang, Zhang Zhi-jing, Zhang Wei-min / Trans. Beijing Inst. Technol. 2006, 26, 7 P. 585-588.

57. Саушкин С.Б., Моргунов Ю.А. Структурное моделирование и классификация способов электрохимической размерной обработки / Известия МГТУ «МАМИ», М.: МГТУ «МАМИ», 2011. -С. 127-132.

58. Хорев А.И. Теория и практика создания современных титановых сплавов для перспективных конструкций / Технология машиностроения, 2007, №12. С. 5-12.

59. Братухин А.Г., Братухин В.А. Высокоэффективные конструкционные и функциональные материалы для обеспечения высокого качества наукоемкой авиационной техники / В кн.

60. Приоритеты авиационных технологий»: В 2-х кн. / Под ред. А.Г. Братухина. М.: Изд-во МАИ. 2004.-Кн. 1.-С. 406-489.

61. Саушкин С.Б., Рушика И.Д. Проблемы повышения уровня унификации технологий электрохимической размерной обработки / Труды ГОСНИТИ. М.: 2010, Т. 106. с. 174-177.

62. Митрюшин Е.А., Пименов С.П., Саушкин С.Б., Саушкин Г.Б. Групповая операция электрохимической обработки окон в деталях типа «втулка». Металлообработка. №2, 2007. С. 15-21.

63. Гаврилин В.Д., Кулаков Г.А., Богданович В.И. Обеспечение качества авиационной техники методами стандартизации и сертификации. В кн.: Избранные главы по авиа- и ракетостроению / А.С.Чумадин, В.И. Ершов, В.А. Барвинок и др. М.: Дрофа. 2005. - С. 393-460.

64. Моргунов Ю.А., Саушкин С.Б. Пути развития и перспективы применения технологий электрохимической размерной обработки Упрочнение и обработка поверхности, 2009, №12 С. 43-46.

65. Недиогло С.А. Источник питания для электрохимических станков. / Труды ГОСНИТИ, Т. 106, 2010. С.204 - 207.

66. Орлов А.Б. Функциональный синтез и эволюция автоматизированных электротехнологических станочных систем. Автореф. дисс.докт. техн. наук.- Тула ТГУ. 2000. 40 с.

67. Бушуев В.В. Основные тенденции развития металлорежущих станков // Тез. докл. МНТК «Отечественные прогрессивные металлообрабатывающие технологии и оборудование». -М.:. 2006. С. 27-32.

68. Ставицкий Б.И. Электроискровая прецизионная обработка материалов. Научные основы особо точных методов формообразования поверхностей //Электронная обработка материалов. 2002, №1.-С. 5-32.

69. Электроэрозионная обработка материалов: Учебно-методическое пособие/ М.Г. Киселев, Ю.Ф. Ляшук, В.Л. Габец.-Минск: Технопринт. 2004. 112 с.

70. Воеводов A.A., Воскобойников Б.С., Гречников М.И. и др. Современное электроэрозионное оборудование / ИТО. 2008, №5. С. 92-95.

71. Золотых Б. Н. Методы расчета технологических параметров электроэрозионной обработки,- М.: Изд. МГИЭМ, 1999. 30 с.

72. Phan D., Dimov S., Bigot S. Micro EDM recent developments and research issies / J. Mater. Proc. Technol. 2004, V. 149, №1-3.- P. 50-57.

73. Фотеев K.H. Управление качеством поверхности технологической оснастки при электроэрозионной обработке / Электронная обработка материалов, №2, 1994.- С. 3-7.

74. Каталоги и рекламные материалы технического центра «Sodick». Электронный ресурс: www.sodick-euro.ru.

75. Последние достижения в области электроэрозионной обработки. Электроэрозионные станки производства холдинга +GF+Agie Charmilles./ ИТО. 2008, №5. С. 86

76. Электронный ресурс: www.sarex.net.

77. An integrated software solution for design, documentation and manufacture of electrodes. / EDM Eur. 2005, V.4, 4.- P. 10-11.

78. Software for total process management / Mod. Mach. Shop. 2007, V.79, №10, P. 157-159.

79. Chen S., Hsich S., Lin H. EDM of TiNiCr and TiNiZr ternary shape memory alloys. / Mater. Sci. and Eng. 2007,- P. 486^192.

80. Ставицкий Б.И. Условия, обеспечивающие электроискровое прецизионное изготовление деталей в обычной воде/ Электронная обработка материалов,.№2, 2002.- С. 5-11.

81. Lin Н., Yan В., Huang F. A study on the characterization of high nickel alloy micro-holes using micro-EDM. / J. Mater. Process. Technol. 2005, V. 169, 3. P. 418-426.

82. Lauwers В., Kruth J., Lin W. Investigation of material removal mechanisms in EDM of composite ceramic materials / J. Mater. Proc. Technol. 2004, V. 149, №1-3. P. 347-352.

83. Kumagai S., Kagaya Т.,Sato N. Fabrication of deep, narrow holes in steel using high-speed EDM with conductive aqueous working fluid / ISIJ Int. 2007, V.47, №4, P. 596-601.

84. Luis C., Puertas I. Methodology for developing technological tables used in EDM processes of conductive ceramics. / J. Mater. Process. Technol. 2007,V.189, 1-3. P.301-309.

85. Ставицкий Б.И. Почему СССР потерял лидерство в электроискровых технологиях / Оборудование и инструмент. 2006. №№ 2-6. 2007, №№ 1-4.

86. Григорьянц А.Г., Лазерная обработка материалов.- М. Изд. МГТУ им. Н. Баумана, 2008. 664 с.

87. Плешивцев Н.В., Бажин А.И. Физика воздействий ионных пучков на материалы. М.: Вузовская книга, 1998. - 392 с.

88. Электронный ресурс: http://melfiz-uz.narod.ru. (Ультразвуковое оборудование для размерной обработки ООО «Мэлфиз-ультразвук», г. Москва).

89. Электроэрозионная обработка материалов/ М. К. Мицкевич, А. И. Бушин, И. А. Бакуто и др. Под ред. И. Г. Некрашевича. Минск: Наука и техника. 1988. 216 с.

90. Бойцов А.Г., Токмакова Т.В. Анализ влияния факторов электроэрозионного фрезерования на производительность обработки. / М.: Научн. труды МАТИ-РГТУ. 2006, №10. С. 115-120.

91. Бойцов А.Г., Токмакова Т.В. Исследование обработки типовых поверхностей и элементов деталей электроэрозионным фрезерованием / Ракетно-космические комплексы. 2005, №2. — С. 25-28.

92. Электронный ресурс: www.vopelius.com. Материалы компании Vopelius Chemie AG.

93. Плесков Ю.В., Филиновский В.Ю. Вращающийся дисковый электрод М.: Наука, 1972. - 344 с.

94. Московкин J1.H., Ошарин В.И. Фотохимическое фрезерование М.: Машиностроение. 1978.-93 с.

95. Advances in EDM / Metalwork Prod. 2005, V.149, №9. P. 23.

96. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов.- JI.: Машиностроение. 1989. 164 с.

97. Schuster R., Kirchner V., Allonque Ph., Ertl G. Electrochemical Micromachining.// Science. 2000. V.259, №7. P. 98-103.

98. Datta»M., Romankiw L.T. Application of Chemical and Electrochemical Micromachining in the Electronics Industry // J/Electrochem. Soc. 1989. V.136. №6. - P. 285- 292

99. Классификатор технологических операций в машиностроении'и приборостроении. 1 85 151. М.: Изд-во стандартов. 1988 - 70 с.

100. Маркирование деталей электрохимическое. Руководящие технические материалы. РТМ 1.4.370-77. М.: НИАТ, 1978. - 35 с.

101. Балашев Н.Б., Панов Г.Н., Кочеткова З.И. Физическая модель процесса и качество поверхности при неглубоком электрохимическом маркировании / Электрохимические и электрофизические методы обработки материалов. Сб. н. трудов. Тула, ТПТ, 1986. - С. 32-37.

102. Едемский Н.Н., Смоленцев В.П. Долговечность информации, наносимой электрохи-миическим методом./ Сб. научных.работ: «Проблемы долговечности материалов и рабочих сред». -Тула: ТПИ, 1985. С. 61-64.

103. Кирсанов С.В., Глебов В.В. Применение методов электрохимического маркирования в машиностроении.// Электронная обработка материалов. 1995, №5-6. С. 64-75.

104. Rosset E., Landolt D. Experimental Investigation of Shape Changes in Electrochemical Mi-cromachining Trough Photoresist Mask.// Precision Engineering. 1989. V. 11, №2. P. 79-85.

105. West A.C., Madore Ch., Matlosz M., Landolt D. Shape Changes during Trough Mask Electrochemical Micromachining. //J. Electrochem. Soc. 1992. V.139. №2. P. 499-508.

106. Электронный ресурс: http: III www.orafol.de

107. Электронный ресурс: http: III www. Wmt. ru.

108. Ильин В.А. Химические и электрохимические технологии в производстве печатных плат // Приложение к журналу «Гальванотехника и обработка поверхности»,- Вып. 2. М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1994. - 144 с.

109. Шпак Г.Ф.Разработка и исследование технологии электрохимической обработки узких пазов на сложноконтурных поверхностях деталей машин. Автореферат дис.канд. техн. наук. -Воронеж: ВГТУ, 1993. - 17 с.

110. Electrical discharge erosion technology / EDM Eur. 2006. Winter. P. 15.

111. Fenggon C., Dayong J. The study of high efficiency and intelligent optimization system in EDM sinking process / J. Mater. Proc. Technol. 2004, V. 149, №1-3.- P. 83-87.

112. Phan D., Dimov S., Bigot S. Micro EDM recent developments and research issies / J. Mater. Proc. Technol. 2004, V. 149, №1-3.- P. 50-57.

113. Достижения в области микроэлектроэрозионной обработки деталей / Главный механик. 2005, №7. С. 32-36.

114. Мустяцэ А.Н., Эрлихман Ф.М., Энгельгардт Г.Р., Дикусар А.И. Электрохимическое формообразование в условиях локальной изоляции анодной поверхности. 1. Теоретический анализ // Электронная обработка материалов. 1989, №3. С. 11-17.

115. Дикусар А.И., Келоглу О.Ю., Ющенко С.П. Моделирование эволюции формы полости в тонком слое металла при ЭХМО частично изолированной анодной поверхности. // Электрохимия. 1999. Т. 35. №6. С. 724-728.

116. Редкозубова О. О., Келоглу О. Ю., Дикусар А. И. Локализация растворения при больших толщинах изолирующих масок в условиях электрохимической обработки меди в нитратных растворах // Электронная обработка материалов. 1999. № 5. С. 4-19.

117. Редкозубова О.О. Импульсное анодное растворение макроскопически неоднородной поверхности с искусственной изоляцией. Автореф. дисс.канд. хим. Паук. Кишинев, ИПФ АН Молдовы. 2004. - 23 с.

118. Alkire R., Deligianni H., Ju J. Effect of Fluid Flow on Convective Transport in Small Cavities // J. Electrochem. Soc. 1990, V. 137, №3. P. 818-822.

119. Дикусар А.И., Ющенко С.П., Редкозубова О.О., Глоба П.Г. Электрохимическая обработка и микрообработка при частичной изоляции поверхности диэлектрическими пленками. // Металлообработка. 2003, №6. С. 9-14.

120. Kwon G.J., Sun H.Y., Sohn H.J. Wall Profile Developments in Trough Mask. Electrochemical Micromachining of Invar Alloy Films. //J. Electrochem. Soc. 1995. V.142. №9. P. 3016-3022.

121. Perez R., Rojas II., Walder G. Theoretical modeling of energy balance in electroerrosion / J. Mater. Proc. Technol. 2004, V. 149, №1-3.- P. 198-203.

122. Золотых Б. H., Любченко Б. M. Инженерная методика расчета технологических параметров ЭЭО. М.: Машиностроение, 1981. 24 с.

123. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Т. 1 / Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова А.Г. Суслова. М.: Машиностроение. 2003. - 912 с.

124. Авиационные материалы. Справочник в 9 томах / Под общей ред. А.Т. Туманова. Изд. 6-е, переработанное и дополненное. М.: ОНТИ, 1975.

125. Справочник по электрохимии / Под ред. A.M. Сухотина- Л.: Химия. 1981. 488 с.

126. Д. Дейли, Д. Харлеман. Механика жидкости М.: Энергия, 1971 - 480 с.

127. Маслов В.А. Электрохимическая обработка титановых сплавов в неводных и водно-органических электролитах Автореферат дис.канд. техн. наук.- Москва, МХТУ им Д.И. Менделеева. 1986. — 16 с.

128. Косенко П.Я. Исследование процесса и разработка технологии электрохимического удаления дефектного слоя с деталей машин. Автореферат дис.канд. техн. наук.- Воронеж, ВГТУ, 1993. - 16 с.

129. Точные приборы «Тэйлор Хобсон». Материалы московского бюро фирмы Taylor Hobson. Электронный ресурс: www.taylor-hobson.ru

130. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение. 1972.-216 с.

131. Статистические методы. Руководство по применению в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001 (ГОСТ Р ИСО / ТО 10017-2005) / Технология машиностроения. 2006, №2. С,- 22-25.

132. Моргунов Ю.А., Саушкин Г.Б., Велигданов Т.В. Электрохимическое гравирование аэродинамических занижений в оснастке с проточным каналом / Металлообработка, 2010, №2. С. 50-61.

133. Саушкин Г.Б. Особенности электрохимического гравирования аэродинамических занижений в проточном канале / Известия МГТУ-МАМИ. 2009, №1. С. 97 - 102.

134. Каримов А.Х, Клоков В.В., Филатов Е.И. Методы расчета электрохимического формообразования. Казань: Изд. КГУ. 1990 - 386 с.

135. Дьяконов В.П., Круглов В.А. Математические пакеты расширения MATLAB: Справочник.-СПб.: Питер. 2001.-235 с.

136. Основы повышения точности электрохимического формообразования / Ю. Н. Петров, Г. Н. Корчагин, Г. Н. Зайдман и др.- Кишинев: Штиинца.1978. 162 с.

137. Гайсин Ф.М., Сон Э.Е. Электрофизические процессы в разрядах с твердыми и жидкими диэлектриками. Свердловск: Изд. Уральского ун-та. 1989.- 432 с.

138. Masuzawa Т. Micro-EDM // Proc. Intern. Symp. Electrical Mach. Bilbao, Spain. 2001.

139. Ставицкий Б.И. Прецизионное электроискровое оборудование для изготовления деталей изделий электронной техники //Электронная обработка материалов. 2001, №2. С. 62-77.

140. Chung D., Kim В., Chu Ch. Micro electrical discharge milling using deionized water as a dielectric fluid / J. Micromech. And Microeng. 2007, V. 17, №5. P. 867-874.

141. Каширский Ю.В., Колосков M.M. Информационный банк по машиностроительным материалам и режимам обработки / Технология машиностроения. 2000, №1. С. 44-54.

142. Электрохимическая обработка изделий из титановых сплавов / Б. П. Саушкин, Ю. Н. Петров, А. 3. Нистрян и др. Кишинев: Штиинца. 1988. - 202 с.

143. Амирханова H.A., Серавкин В.Н., Ямилова А.Р. и др. Исследование высокоскоростного анодного растворения никель-хромового сплава ХН50ВМТЮБ для ЭХО сотовых уплотнений / Металлообработка. 2004, №5. С. 14-17.

144. Дикусар А.И., Саушкин Б.П., Иваненков И.А. и др. Высокоскоростное анодное растворение жаропрочных хромоникелевых сплавов, содержащих вольфрам и рений. 1. Хлоридные растворы. /Электронная обработка материалов, №1, 2007 г. С. 4-15.

145. Дикусар А.И., Саушкин Б.П., Иваненков И.А. и др. Высокоскоростное анодное растворение жаропрочных хромоникелевых сплавов, содержащих вольфрам и рений. Нитратные растворы. /Электронная обработка материалов, № 3, 2007 г. С. 4-12.

146. Дикусар А.И., Саушкин Б.П., Иваненков И.А. и др. . Высокоскоростное анодное растворение жаропрочных хромоникелевых сплавов, содержащих вольфрам и рений. Хлоридно-нитратные растворы./ Электронная обработка материалов, № 4, 2007 г. С. 4-11.

147. Научный вклад в создание авиационных двигателей. В двух книгах. Кн. 1 / Под ред В.А. Скибина, В.И. Солонина. М.: Машиностроение, 2000. - 725 с.

148. Пейчев Г.Т., Кондратюк Э.В., Зиличихис С.Д. и др. Сравнительный анализ щеточного и лабиринтного уплотнений ГТД / Вестник двигателестроения, №1, 2009. С.66-70.

149. Рыбалко A.B. Разработка процессов электрохимической размерной обработки микросекундными импульсами тока и оборудования для их реализации. Автореф. дис.докт. технических наук.- Воронеж: ВГТУ. 1997. - 32 с.

150. Гамбург Ю.Д., Давыдов А.Д., Харкац Ю.И. Изменение шероховатости поверхности при анодном растворении и катодном выделении металлов / Электрохимия.1994. Т. 30, №4. С. 422-444.

151. Chung D., Kim В., Chu Ch. Micro electrical discharge milling using deionized water as a dielectric fluid / J. Micromech. And Microeng. 2007, V. 17, №5. P. 867-874.

152. Koch O., Ehrfeld W., Michel F. Recent progress in micro-electro discharge machining Part 1: Technology // Proc. Intern. Symp. Electrical machining. Bilbao, Spain. 2001. - P. 117-127.

153. Курьянович B.A., Калнин А.А, Саушкин Г.Б. Исследование процесса электроэрозионного гравирования поверхностных микрозанижений. // Труды ГОСНИТИ, 2010, Т. 106. С.137-142.

154. ОСТ 1.42051-80. Правила оформления технологической документации на электрохимические и электрофизические методы обработки НИАТ, 1980. - 23 с.

155. Оборудование для размерной электрохимической обработки деталей машин / Под ред. Ф. В. Седыкина. М.: Машиностроение. 1980. - 277 с.

156. Приспособления для электрофизической и электрохимической обработки / В. В. Любимов, Н. И. Иванов, Е. И. Пупков и др. М.: Машиностроение. 1988. - 176 с.

157. Фотеев Н. К. Технология электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение, 1980. —184 с.

158. Журин А.В. Методы расчета технологических параметров и электрода-инструмента при электроэрозионной обработке. Автореф. дисс. канд. техн. наук.-Тула: ТГУ. 2005 16.

159. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания. 4.1. Нормативы времени. М. Экономика, 1990.- 206 с.

160. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов.-М.: Экономика, 2000.- 421 с.

161. Nikols Ch. The choice of the practical and rentable marking system/ Marking Methods Inc.: http://www.OneRS.net/103tp-252 или www.markingmethods.com.

162. Пейчев Г.И., Кондратюк Э.В., Зиличихис С.Д. и др. Особенности лазерного маркирования деталей ГТД / Вестник двигателестроения, № 1, 2009,- С. 116-118.

163. Лазерная маркировка: маркировка без границ / Проспект. М.: ООО «Трумпф», 200935 с. Электронный ресурс: www.ru.trumpf.com.

164. Electrolytic Marking / Marking Methods Inc. Электронный ресурс: www.mmi.co.usa.

165. Electrolytic Marking / Universal Marking Systems Ш.Электронный ресурс: www.ums.co.uk.

166. Electrolytic Marking Systems / Ostling group information. Электронный ресурс: http://www.ostling.com.

167. Маркирование деталей электрохимическое. Руководящие технические материалы. РТМ 1.4.370-77. -М.: НИАТ, 1978.-35 с

168. Моргунов Ю.А., Саушкин Г.Б. Электрохимическое нанесение информации на поверхность деталей машин.//Упрочняющие технологии и покрытия.№12, 2009 С.45-50.

169. Блохин В.Д. Устройство для электрохимического маркирования. А.с. СССР № 730520, В23 Р 1/12, 1980.

170. Устройство для электрохимического маркирования. А.с. СССР № 1033277, В23 H 9/06,1982.

171. Митрюшин Е.А., Чеканов А.В., Саушкин Г.Б. и др. Устройство для электрохимического маркирования Патент RU №99365 Ul, В23Н 9/06. Приоритет от 10.06. 2010. Бюл.№32 от 20.11.2010.

172. Физические эффекты в машиностроении. Справочник / В.А. Лукьянец и др. 993 287 с.