автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Повышение эффективности электроэрозионной обработки и качества обработанной поверхности на основе подходов искусственного интеллекта

На правах рукописи

ООЗ172753

САРИЛОВ МИХАИЛ ЮРЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ОСНОВЕ ПОДХОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Специальность 05 03 01 - Технологии и оборудование механической и физико-техиической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Комсомольск-на-Амуре - 2008 _

I 6 МП и ?ппг:

003172753

Работа выполнена в государственном общеобразовательном учреждении высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» (ГОУВПО «КНАГТУ»)

Научный консультант. Заслуженный деятель науки и техники

Российской Федерации, академик РИА, доктор технических наук, профессор КАБАЛДИН Юрий Георгиевич

Официальные оппоненты. доктор технических наук, профессор

УШОМИРСКАЯ Людмила Алексеевна (СПбГПУ, г Санкт-Петербург), доктор технических наук, профессор ЛИТОВКА Геннадий Васильевич (АГУ, г Благовещенск) доктор технических наук, профессор ДАВЫДОВ Владимир Михайлович (ТОГУ, г Хабаровск)

Ведущая организация: Учреждение Российской Академии Наук

«Институт машиноведения и металчур-гии ДВО РАН» г Комсомольск-на-Амуре (УРАН «ИМиМ ДВО РАН»)

Защита состоится 04 июля 2008 г в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212 092 01 в ГОУВПО «КнАГТУ» по адресу 681013, г Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина, 27, ГОУВПО «КнАГТУ», ауд 201-3 Факс 8-(4217)-54-08-87, 8-(4217>- 53-61-50 E-mail mdsov@knastu ru , office@knastu m Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «КнАГТУ»

Автореферат разослан « 2 » июня 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, к т н, доцент

Пронин А И

Актуальность темы. Интенсивное использование электроэрозионной обработки (ЭЭО) в настоящее время обустовлено современными тенденциями развития характерными для отечественного машиностроения Перед машиностроением остро стоит задача интенсификации производственных процессов изготовления продукции, при этом выпускаемая продукция должна удовлетворять самым высоким требованиям качества Высокая гибкость и технологичность методов ЭЭО позволяет успешно решить эти задачи

ЭЭО в реальных условиях представляет собой существенно нелинейный стохастический процесс, достаточно почная математическая модель которого отсутствует Поэтому для выбора оптимальных режимов ЭЭО, обеспечивающих максимальную производительность и качество обработанных поверхностей при изменении площади, глубины и геометрии рабочей зоны, расхода рабочей жидкости и т п , требуются обширные теоретические и экспериментальные исследования Известно, что физико-химические процессы, протекающие при ЭЭО, очень сложны и, главное, очень скоротечны, в результате большинство из них могут быть описаны только качественно Неустойчивость процесса ЭЭО снижает ее основные показатели (производительность обработки, шероховатость поверхности) и вызывает повышенный расход электрода-инструмента В данной работе под электроэрозионной обработкой подразумевается электроимпульсная и электроискровая обработка

Широкое использование средств вычислительной техники в современном электроэрозиониом оборудовании (станков с ЧГТУ) позволяет управлять выходными параметрами процесса ЭЭО на основе фундаментальных подходов к устойчивости сложных систем К числу фундаментальных подходов к исследованию устойчивости сложных систем следует отнести теорию синергетики (самоорганизации) Одним из важнейших направлений теории синергетики является нелинейная динамика Важным достоинством нелинейной динамики является то, что она позволяет проводить количественную оценку устойчивости саожных систем в режиме реального времени, их организованность в фазовом пространстве Другим новым направлением в теории синергетики являются искусственные нейронные сети, которые в настоящее время составляют осноьу подходов искусственного интеллекта Нейронные сети дают возможность не только определять оптимальные условия обработки, но и моделировать процесс ЭЭО при минимальном расходе материальных и временных затрат В связи с этим исследования взаимосвязи устойчивости процесса ЭЭО с выходными характеристиками процесса, прогнозирование и управление ими на основе нелинейной динамики и нейронносетевого моделирования являются актуальной проблемой современного машиностроения

Цель работы — повышение эффективности размерной электроэрозионной обработки путем обеспечения устойчивости рабочих процессов и качества обрабатываемой поверхности на основе подходов искусственного интеллекта Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи

- исследовать механизм электрической эрозии и определить его основные характеристики, влияющие на эффективность ЭЭО, усовершенствовать методики оптимизации режима объемного электроэрозионного формообразования,

- экспериментально исследовать устойчивость процесса ЭЭО, выявить параметры, определяющие устойчивость этого процесса, предложить и апробиро-

вать критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, разработать методы повышения эффективности ЭЭО, обеспечивающие целенаправченное формирование обработанной поверхности с заданными механическими свойствами,

- на основе подходов искусственного интеллекта разработать нейронносе-тевую модель процесса ЭЭО для систем адаптивного управления процессом ЭЭО, описывающую потерю устойчивости и возникновение режима хаотического состояния системы,

- на основе предложенных критериев устойчивости процесса ЭЭО разработать систему адаптивного управления технологическими параметрами обработки

Методы исследования При выполнении диссертационной работы использованы методы технологии машиностроения, фундаментальные положения физики твердого тела, электрохимии, гидродинамики, теории надежности, теории управления, теории вероятностей и математической статистики, теории искусственного интеллекта, теории самоорганизации, теории нелинейной динамики, теории искусственных нейронных сетей, а также промышленный опыт применения ЭЭО

Научная новизна работы заключается в следующем

- установлены закономерности, определяющие зависимость производительности и качества обработки при ЭЭО по параметрам единичного электроэрозионного разрушения Показано, что распределение диаметров единичных лунок и коэффициента сосредоточения определяется законами теории вероятности, вследствие чего при ЭЭО имеет место систематическая погрешность, связанная с самим процессом,

- предложены методики оптимизации режимов объемного электроэрозионного формообразования деталей из различных материалов на основе нейрон-носетевой интерполяции, позволяющие сократить объемы проводимых экспериментальных исследований и повысить точность расчетов,

- установлено, что производительность и качество обработанной поверхности при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью ЭЭО В этой связи предложены и экспериментально подтверждены критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности — фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемой в процессе обработки Степень потери устойчивости процесса ЭЭО определяется свойствами обрабатываемого материала и режимом обработки,

- показано, что зависимости шероховатости Яз. поверхностей, обработанных электроэрозионным методом, и фрактальной размерности шероховатости Д> от параметров обработки самоподобны, т е между ними существует корреляция, причем для всех исследуемых материалов В этой связи фрактальную размерность можно использовать в качестве диагностирующего признака при оценке шероховатости поверхностного слоя при ЭЭО,

- установлена корреляционная связь между фрактальной размерностью шероховатости поверхности, обработанной электроэрозионным методом и фрактальной размерностью структуры этой же поверхности, а также между фрактальной размерностью сигнала АЭ как при регистрации сигнала с электрода-инструмента и электрода-заготовки Показано, что фрактальная размерность

шероховатости поверхности существенно зависит от свойств обрабатываемого материапа С увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, т е возрастает степень хаотичности процесса ЭЭО вне зависимости от марки обрабатываемого материала Поэтому фрактальная размерность может являться также диагностирующим параметром динамики процесса ЭЭО,

- на основе предчоаенных критериев устойчивости ЭЭО и, в частности, фрактальной размерности, путем анализа ее в режиме реального времени, разработана система адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО Показано, что адаптивная система управления процесса ЭЭО способствует повышению качества обработанной поверхности, уменьшению износа электрода-инструмента и увеличению производительности и основана на определении оптимальных режимов работы оборудования, обеспечивающих повышение эффективности ЭЭО

Обоснованность научных положений, рекомендаций и достоверность результатов исследований подтверждается использованием хорошо известных в технологии машиностроения методов и методик планирования и проведения теоретических и экспериментальных исследований, применением современных методик физических измерений, сертифицированной измерительной аппаратуры, качественных средств анализа экспериментальных данных, современной вычислительной техники и программных средств для автоматизации эксперимента, согласованностью теоретических результатов с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями, успешной реализацией разработанных рекомендаций и программных средств на машиностроительных предприятиях города и края, в частности на ОАО «КнААПО им Ю А Гагарина1», Амурском судостроительном заводе, Комсомоль-ской-на-Амуре ТЭЦ-2, ФГУП ПО «Вымпел» Амурска, ремонтном предприятии войсковой части №44912, ЗАО «ДВ Технология», а также в учебном процессе Комсо-мольского-на-Амуре государственного технического университета

Практическая ценность работы заключается в следующем

- разработаны методики и алгоритмы, позволяющие определить оптимальные режимы обработки, обеспечивающие формирование обработанной поверхности с заданными механическими свойствами,

- разработан комплекс программ для расчета оптимальных режимов ЭЭО для различных материалов, позволяющий по заданным значениям шероховатости, свойств обработанной поверхности, площади и глубины обработки определить оптимальные параметры режима обработки,

- разработан алгоритм и программа его реализации, позволяющая моделировать динамику процесса электроэрозионной обработки методом реконструкции аттракторов по виброакустическим сигналам и профилограммам шероховатости обработанной поверхности с целью выявления корреляции между характером динамики процесса и качеством получаемой поверхности,

- предложенные рекомендации по оптимизации режимов обработки, расчета технологических параметров обработки и профилирующей части электрода-инструмента и управления процессом внедрены на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им Ю А Гагарина», на ряде других предприятий города и края

Реализация работы. Результаты научно-исследовательской работы «Исследование и отработка ТП изготовления этектродов для ЭЭ перфорирования панели защитного устройства с использованием метода ЭЭ вырезки» внедрены на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им ЮА Гагарина», в рамках выполнения хоздоювора Результаты научно-исследовательской работы «Исследование влияния режимов ЭЭО на качество поверхностного слоя» внедрены на ФГУГТ производственном объединении «Вымпел» г Амурск, общий экономический эффект составил 54500 рублен в ценах 2004 г Результаты исследования влияния ЭЭО на качество поверхностною слоя внедрены на КТЭЦ-2 г Комсомольск-на-Амуре, в результате внедрения достигли уменьшения износа электрода-инструмента в 1,43 раза и }величение производительности труда в 1,78 раза по сравнению со стандартной производственной программой Результаты научно-технической работы по теме «Повышение эффективности и надежности процесса размерной ЭЭО в условиях автоматизированного производства на основе теории самоорганизации процессов» внедрены на ОАО «Амурский судостроительный завод» г Комсомольск-на-Амуре, в результате внедрения достигается значительное сокращение времени на технологическую подготовку производства при разработке технологий с использованием ЭЭО Результаты работы внедрены на ЗАО «ДВ Технология» и ремонтном предприятии войсковой части №44912 Разработан, апробирован и внедрен пакет программ «Оптимизация технологических режимов электроэрозионного объемного копирования заготовок из стали «Расчет режимов ЭЭОК»», «Оптимизация режимов ЭЭО «Techno EDM»» на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение», на ряде других предприятий Результаты научных разработок используются в учебном процессе на кафедрах «МТНМ», «ТМ», «БЖД» ГОУВПО «КнАГТУ» при изучении дисциплин «Прогрессивные методы обработки», «Повышение надежности процессов механообработки в автоматизированном производстве», «Системы управления технологическим оборудованием», «Управление процессами и объектами в машиностроении»

Личный вклад автора. Теоретические и экспериментальные исследования, обобщенные в представленной работе, выполнены автором как самостоятельно, так и в соавторстве со своими учениками При этом автору принадлежат постановка проблемы в целом и постановка задач аналитических и экспериментальных исследований, научное руководство и непосредственное участие в экспериментах, весь комплекс экспериментов и теоретических данных, включая обработку результатов и их интерпретацию, написание большинства статей и выводов по ним, тезисов докладов, отчетов и описаний, а также разработка и верификация алгоритмов, используемых в зарегистрированных программных продуктах Сформулирована функция цели при решении задачи оптимизации режимов ЭЭО и их апробации, а также их внедрении При личном и непосредственном участии автора разработаны рекомендации и методики по разработке технологии и управления электроэрозионной обработкой

Эксперименты проводились совместно с аспирантами, соискателями и магистрами Бобошко А.И, Плешаковым В Ю, Соболевым А Б, Захаровым Е.К, Бреевым С В, Покотило М А., научным руководителем которых являлся автор Совместными являются научно-исследовательские результаты, связанные с выполнением бюджет-

ных и договорных НИР, проводимых на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им Ю А Гагарина» и на ряде других предприятий, где автор также являлся научным руководителем

На защиту выносятся.

- приведенные результаты теоретических и экспериментальных исследований ЭЭО как в производственных, так и в лабораторных условиях, с использованием различных материалов электрода-инструмента и электрода-заготовки, методические рекомендации по выбору параметров ЭЭО для сохранения производительности и качества обработки в соответствии с заданными условиями Установленные основные закономерности между входными и выходными параметрами ЭЭО на заданных режимах обработки,

- разработанные методики расчета оптимальных режимов объемного электроэрозионного формообразования отверстий в заготовках на различных обрабатываемых материалах деталей летательных аппаратов, основанные на эффективности процесса ЭЭО,

- почожение о том, что производительность и качество обработки при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью самого процесса обработки, предложенные новые критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности,

- исследованные и экспериментально подтвержденные критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности - фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов АЭ, регистрируемые в процессе обработки,

- установленная корреляция между фрактальной размерностью сигнала АЭ, регистрируемого в процессе обработки как с электрода-инструмйгга, так и с эпекгрода-заплшки, и фрактальной размерностью шероховатости обработанной поверхности,

- методика оценки устойчивости и выходных параметров процесса ЭЭО на основе критериев устойчивости процесса ЭЭО по сигналам акустической эмиссии, регистрируемых в процессе обработки,

- интеллектуальный подход, позволяющий корректировать рабо1у генератора электроэрозионного станка с ЧПУ, обеспечивающего устойчивость процесса обработки,

Апробация диссертации. Основные результаты работы докладывались и об-суждачнсь на международных, всероссийских, республиканских и межрегиональных научно-технических конференциях, форумах и семинарах Международной научно-технической конференции «Современные материалы и технологии» (г Пенза, 2001 г), Международной научно-практической конференции «Исследования и перспективные разработки» (г Москва, 2002 г), Международной научной конференции «Нелинейная динамика и прикладная синергетика» (г Комсомольск-на-Амуре, 2003 г), дальневосточном инновационном форуме «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» (г Хабаровск, 2003 г), Международной научно-практической конференции «Электрофизические и электрохимические методы обработки» (г Санкт-Петербург, 2003 г ), всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и пути решения инвестиционной и инновационной политики на предприятиях Хабаровского края» (г Комсомольск-на-Амуре, 2004 г), региональной научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности цен-

тра России СЭТ-20Об» (г Тула, 2006 г), Международной конференцш «Авиация и космонавтика - 2006» (г Москва, 2006 г), II Межд> народной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (г Вологда, 2006 г), V Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» (г Пенза, 2007 г), Международной научно-техшгческой конференции «Современная электротехнология в машиностроении» (г Тула, 2007 г), III Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (г Пенза, 2007 г), IX Международной научно-практической конференции «Новые химические технологии Производство и применение» (г Пенза, 2007 г), IV Международной конференции «Методы и средства управления технологическими процессами» (г Саранск, 2007 г ) Основные результаты работы докладывались также на расширенных заседаниях кафедры «Технология машиностроения» КнАГТУ (1999 - 2008 гг)

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 85 публикациях, в том числе статьях в центральных журналах, одной монографии, авторских свидетельствах, учебных пособиях и методических указаниях, трудах университетов и институтов, форумах, семинаров и конференций Результаты работы докладывались на 9 международных научно-практических и научно-технических конференциях, а также всероссийских, региональных, краевых и вузовских семинарах и конференциях

Структура и объем работ ы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, заключения, библиографического списка использованной литературы из 246 наименований и приложений, содержащих документы о внедрении результатов работ и программные продукты Объем диссертации составляет 365 страниц (включая 46 страницы приложений), 48 рисунков, 16 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, определены новизна и практическая значимость работы, выделены научные положения и результаты, выносимые на защиту

В первой главе рассмотрено современное состояние вопросов эффективности применения ЭЭО, существующие проблемы данной обработки в области обеспечения точности, качества, структуры поверхностного слоя и износа электрода-инструмента Рассмотрены современные взгляды на механизмы возникновения неустойчивости процесса ЭЭО Определена степень влияния неустойчивости процесса на параметры ее эффективности, такие как производительность и качество обработанной поверхности Выполнен обзор существующих методов обеспечения эффективности ЭЭО и проанализированы факторы, сдерживающие дальнейшее увеличение производительности и качества обработки

Исследованию процессов электроэрозионной обработки и анализу теоретических и экспериментальных исследований посвящены работы российских и зарубежных ученых Артамонова Б А, Верхотурова А Д, Волосатова В А., Золотых Б Н, Красюк Б А, Лазаренко Б Р , Лазаренко Н И, Некрашевича И Г, Мицкевича М К , Палатника Л С , Носуленко В И, Намитокова К К , Отто М Ш, Са-

ушкина Б П, Лившица А Л, Сгавицкого Б И , Фогеева Н К, Левит М Л, Любимова В В , Волгина В М , Халдеева В Н , Подураева В Н , Ушомирской Л А , Зин-герман А С , Сосенко А Б , Ким В А , Кравец А Т , Якимовича Б А и Иноуэ Киси др , ставшие фундаментальными, классическими работами в области ЭЭО

Анализ литературных данных показывает, что изучение процессов ЭЭО в основном осуществляется на базе экспериментальных исследований ЭЭО в реальных условиях представляет собой нелинейный стохастический процесс, достаточно полная математическая модель которого отсутствует Вследствие того, что физико-химические процессы, протекающие при электроэрозионной обработке, очень счожны и, главное, очень скоротечны, и большинство из них М017Т быть описаны только качественно, требуются обширные теоретические и экспериментальные исследования А для выбора режимов ЭЭО, обеспечивающих максимальную производительность с обеспечением необходимого качества, необходимы специальные промышленные испытания

На современных электроэрозионных станках автоматизировано большинство основных и вспомогательных операций С помощью различных систем управления осуществляются автоматические смена ЭИ, его положения относительно обрабатываемой детали, автоматическая смена режимов генератора импульсов (ГИ) и режимов подачи рабочей жидкости в зону обработки Для обеспечения технологических показателей процесса ЭЭО необходимы назначение оптимальной скорости подачи ЭИ в зону обработки, оценка устойчивости процесса ЭЭО, применение оптимальных режимов обработки и управление ими во время обработки Однако решение этих задач с помощью существующих систем управления не дает должного результата, так как эти системы ориентированы без учета специфики процесса ЭЭО

Поэтому в комплексе мероприятий, направленных на повышение эффективности и качества ЭЭО, немаловажное место занимают вопросы теоретических и экспериментальных исследований процессов, сопровождающих ЭЭО, установления взаимосвязи входных и выходных параметров обработки на оптимальных режимах на устойчивость ЭЭО, на шероховатость обработанной поверхности и износ электрода-инструмента

Как показал анализ результатов исследований различных авторов, существующие методы повышения эффективности, оптимизации режимов обработки основаны на эмпирических и полуэмпирических зависимостях, что не позволяет обеспечивать производительность и требуемую точность обработки, а также повышение устойчивости процесса в режиме реального времени

Большой вклад в исследование динамических процессов при обработке материалов и в решении проблемы управления динамическими системами и юс устойчивости внесли А А Кудинов, Б М Бржозовский, И Г Жарков, В Л Заковоротный, Ю Г Кабалдин, А В Кудинов, С С Кедров, А В Пуш, М Л Орликов и др Вопросы устойчивости и управления процессами ЭЭО исследовали Б Р Лазаренко, Б Н Золотых, А С Зингерман, И Г Некрашевич, А Я Артамонов, Иноуэ Киси, В А Ким, ФЛ Якубов, В М Нуждов, А И Левит, А Г Суслов, Ю С Волков, А Д Верхотуров, Л Л Попилов, В К Глухих и др

В существующих математических моделях описания технологического процесса ЭЭО, основанных на базе нелинейных дифференциальных уравнений,

отсутствуют динамические характеристики, позволяющие прогнозировать устойчивое состояние процесса и системы станка в целом Это обусловливает необходимость разработки новых подходов к оценке и поиска критериев устойчивости процесса ЭЭО, особенно при обработке деталей авиационной и космической техники, которые изготавливаются из таких материалов, как титановые сплавы ОТ4, ВТ20, стали 5ХНМА, ЗОХГСД, Р18, алюминиевые сплавы АК4, Д16

Широкое использование средств вычислительной техники в современном станочном оборудовании позволяет управчять динамическими процессами на основе фундаментальных подходов к устойчивости сложных систем К числу фундаментальных подходов к исследованию устойчивости сложных систем следует отнести теорию синергетики и разрабатываемые на этом междисциплинарном подходе новые направления — нелинейную динамик)' и нейронные сети Эта направления составляют основу концепции искусственного интеллекта

Привлечение концепции мультифракталов позволяет дать количественную оценку устойчивости динамической системы обработки в виде фрактальной размерности При потере устойчивости система переходит в хаотическое состояние В этой связи важно изучить сценарий потери устойчивости системы

Исследование вопросов устойчивости процесса ЭЭО, разработка новых критериев ее оценки, апробирование и исследование влияния их на устойчивость, производительность обработки и качество поверхности, моделирование технологического процесса ЭЭО на основе подходов искусственного интеллекта для мониторинга качества поверхности с использованием адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО являются актуальной народнохозяйственной задачей

В связи с вышеизложенным и с учетом поставленной цели были сформулированы задачи исследований, представленные выше

Во второй главе приведены методики проведения экспериментальных исследовании, описываются объекты исследований, представлены технические характеристики используемых измерительных преобразователей и аппаратуры для наблюдения и записи результатов экспериментов Предложены алгоритмы обработки и анализа экспериментальных данных В качестве объекта экспериментальных исследований использовался электроэрозионный копировально-прошивочный станок с адаптивным программным управлением модели 4Л721Ф1 с широкодиапазонным генератором импульсов ШГИ-40-440М с номинальным током 40 А и максимальной частотой следования импульсов 440 кГц В системе отсчета глубины обработки детали применены устройство цифровой индикации типа Ф5246 и бесконтактный сельсин БС-155А В системе рабочей подачи электрода-инструмента применен высокомоментный двигатель постоянного тока ДПУ 127-220-1-30-Д09 со встроенным тахогенератором ТГ1 и комплектный привод типа ЭШИР-1-А с транзисторным широкоимпульсным преобразователем При проведении исследований использовались следующие рабочие жидкости сырье углеводородное для производства сульфанола (ТУ 38 101845-80) и рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков (ТУ 38 101883-83)

На основе полученных экспериментальных данных рассчитывались динамические характеристики электроэрозионной обработки Расчеты производились

с применением разработанного программного обеспечения, в частности Statgraph-ics Plus 5 0, Image Pro Plus 5 1, DynAnalyzer Разработаны математические алгоритмы нелинейной динамики, которые позволили проводить реконструкцию аттракторов динамических систем и оценку фрактальной размерности, информационной энтропии на основе анализа сигнала виброакустнческой эмиссии, рассматриваемых как временные ряды

Процесс ЭЭО является сложным динамическим процессом, на выходные параметры которого оказывают влияние различные факторы обработки Поэтому выбор оптимальных по производительности к качеству обработанной поверхности связан с бопьшим объемом экспериментальных работ Для получения максимальной информативности при минимальном объеме экспериментальных работ при разработке стратегии исследования на первом этапе был использован метод математического планирования эксперимента Обработка результатов опытов, полученных при реализации матрицы, позволяет получить эмпирическую модель процесса, адекватно описывающую процесс ЭЭО

Из всего многообразия факторов, влияющих на технологические показатели обработки, были выбраны следующие частота следования рабочих импульсов f„ кГц, скважность q, сила тока 1, А, напряжение U, В Названная совокупность факторов удовлетворяет требованиям совместимости и отсутствия линейной корреляции В качестве параметров оптимизации принимали высоту микронеровностей Rz, мкм, и производительность М, мм3/мин Определяющим параметром является показатель шероховатости, который должен быть менее 20 мкм при максимальной производительности

Металлографические исследования детали после обработки проводили с использованием стандартных методик Производительность определяли весометриче-ским методом на аналитических весах АДВ-200 с точностью до 0,001 г Высоту микроне-ровносгей определяли с помощью лабораторного микроскопа МИС-11

Для проведения опытов по исследованию единичных лунок были приготовлены микрошлифы следующим образом из листа металла толщиной 1 мм вырублены кубики размером 10x10 мм Затем образцы шлифовались бумажными шкурками, переходя от одной шкурки к другой в порядке уменьшения размеров абразивных частиц Перед проведением опытов измерялась масса образцов и электродов на электронных весах с точностью до 0,001 г

В процессе экспериментов фиксировались величины рабочего тока и напряжения с помощью приборов (амперметра и вольтметра), имеющихся на станке После установки и закрепления очередного образца на предметном столике закрепляли электрод, включали генератор импульсов и плавно опускали электрод с помощью регулятора подачи по направлению к заготовке При приближении электрода к заготовке происходил электрический разряд, и таким образом получалась лунка Для получения достоверных данных на каждом образце получали не менее 30 лунок. После окончания опыта вновь измерялась масса образцов и электродов на электронных весах Генератор импульсов выполнен на базе экспериментальной установки ЭФИ 101 с возможностью получения емкости конденсатора С 200,400,600 мкФ и напряжения U~ 18 В

В качестве критерия оценки процесса исследование фрактальной размерности шероховатости обработанной поверхности после ЭЭО проводили для четырех

различных материалов алюминиевого сплава АК4, быстрорежущей стали PI8, титанового сплава ВТ20 и стали 5ХНМА Образцы обрабатывались на четырех режимах черновом, получистовом, чистовом и отделочном

При металлографических исследованиях структура поверхностного слоя изучалась с помощью оптического микроскопа «Микро - 200», который позволяет увеличивать поверхность микрошчифа От образцов после обработки на электроэрозионном станке отрезали темплеты для проведения исследований микроструктуры поверхностного слоя в области воздействия электрода. Темпле гы заливали эпоксидной смолой для удобства шлифования и получения максимально плоской поверхности После шлифования осуществляли полирование темплетов пастами, содержащими алмазные микропорошки марки АСМ и AM, применяя их в порядке уменьшения размеров абразивных частиц После удаления царапин и рисок с поверхности исследуемых темплетов их поверхностный слой протравливали специальными растворами для выявления структуры материала

Для регистрации и анализа акустических сигналов, возникающих при ЭЭО, использовалась специальная аппаратура, состоящая из приемного преобразователя, предварительного высокочастотного усилителя, блока универсальных фильтров, блока основного усилителя, блока интегрирования, и анализатора спектра С4-77 Блок-схема аппаратуры изображена на рис 1 В качестве приемного преобразователя использовался вибропреобразователь АР37 (производство «ГлобалТест» г Саров) и датчик колебаний KD35 (производство Германия)

Предварительным Б по* Оенойнон

усилитель фильтров усилитель

N

i

т

Блок

ИМТРГрИрОВЯНИЯ

Генерогор импульсов t Деухканальный - осциллограф - ЭВМ

и ' АЦП Ис17сствеяяые

нейрончьге cení

Рис 1 Блок-схема исследовательского комплекса 1 - ЭИ, 2 - заготовка,

3 - приемный преобразователь

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований по износу электрода-инструмента и исследований единичных лунок при электроэрозионной обработке различных материалов для разработки рекомендаций по выбору оптимальных параметров обработки Изучены особенности процесса ЭЭО на основе исследований единичных лунок при обработке титанового сплава

Были проведены исследования ЭЭО титанового сплава ОТ-4 единичными импульсами Эксперименты по ЭЭО проводили в лабораторных условиях, где в качестве оборудования для проведения исследований использовали приспособление для моделирования процесса ЭЭО с генератором импульсов Результаты исследований износа медного электрода-инструмента при обработке титанового

сплава ОТ-4 в различных средах представлены на рис 2 Наибольший износ электрода инструмента составил 0,009 г при силе тока равной 0,5 А, а наименьший износ 0,001 г при силе тока 0,2 А

Экспериментальные исследования показали, что процесс износа ЭИ в среде воздуха, керосина и РЖЗ подчиняется уравнению

-e^-^i-H

у = а + Ье d Износ ЭИ в воде выражается зависимостью

Ъ

у = а + — 1 +

где у - износ электрода-инструмента, %, 1 — сила тока, a,b,c,d - коэффициенты, полученные эмпирическим путем, зависящие от среды

Из анализа рис 2 следует, что характер эрозионного разрушения электрода с увеличением силы тока, а следовательно и энергии единичного импульса имеет ярко выраженный пик Меняющийся характер величины износа электрода как функции энергии единичного импульса показывает на протекание двух независимых процессов С повышением энергии импульса или силы тока эрозионный процесс электрода возрастает, потому что больший объем энергии расходуется на разрушение С другой стороны, с повышением энергии увеличивается тепловыделение, инициирующее процессы отдыха или снижение плотности дефектов кристаллического строения электродного материала, приводящее к повышению эрозионной стойкости При доминировании второго механизма износ ЭИ уменьшается (0,5-0,8 А)

Геометрические параметры микролунок изменяются в зависимости от применяемой рабочей среды Одним из наиболее рациональных режимов ЭЭО является обработка образцов в РЖ-3 и в керосине, при этом формируется более точный контур и большая глубина лунки, чем в других средах, это обусловлено повышением мощности разряда за счет увеличения пробивного напряжения Геометрические параметры лунки влияют на тепловое поле, действующее в зоне обработки

001

0009

U 0008

000"?

О 0006

н 0005

к Г\ 0004

CJ о 0003

со S 0002

00U1

V-

¥ *

/ -А

£ —-д

Y3 Y4

Y2

Y1

0 0,2 0А 0.6 08 1 12 1.1 1.6 1,8 2

Сила тока I, А

Рис 2 Зависимость износа электрода инструмента от силы тока/ У) - на воздухе, у2 - в воде, уз - в керосине, у| - в РЖ-3 Приближенная зависимость для коэффициента сосредоточенности источника определялась по методике Б Н Золотых, а коэффициента геометрической характери-

стики лунки - по методике Н К Фотеева Физический смысл коэффициента сосредоточения заключается в учете теплофизических свойств материала и служит для конкретных расчетов температурных полей при электроэрозионной обработке

0025 0145 0266 0387 0 508 0629 075

0022 0 075 0128 0182 0.235 0 228 0341

400 462 5 24 5 66 6 48 710

Рис.3 Распределение значений диаметра лунки (а), геометрической характеристики лунки (б), коэффициента сосредоточения (в)

По результатам статистического анализа были построены гистограммы, показывающие закон распределения значений диаметров, геометрической характеристики лунки км и коэффициента сосредоточения к Так как объем выборки не превышает 50, то при построении гистограмм использовалось 6 интервалов (рис 3) Анализ гистограммы по диаметрам лунок показал, что распределение соответствует закону равной вероятности, следовательно, имеет место систематическая переменная погрешность, в частности непостоянство сопротивления по площади электрода Анализ гистограммы по коэффициенту сосредоточения к выявил, что он подчиняется закону нормального распределения, что, в свою очередь, говорит о том, что в процессе ЭЭО много факторов, влияющих на процесс, и они не зависимы друг от друга, отсутствуют доминирующие погрешности Таким образом, анализ проведенных исследований износа медного электрода-инструмента при обработке различных материалов в разных средах доказал, что износ электрода-инструмента в первую очередь зависит от энергии импульса и его параметров,

в частности от силы тока, времени импульса (/„ =уг)

На основании проведенных исследований были получены зависимости износа ЭИ при единичном импульсе от емкости конденсатора Определено влияние вида заготовительной операции ЭИ и рабочей среды на процесс износа электрода-инструмента, не выявлено однозначной функциональной зависимости износа от емкости конденсатора (рис 4) Из рис 4 следует, что количественно износ электрода-инструмента зависит от рабочей среды и параметров обработки, но функционально (или качественно) износ идет по единому закону с различными коэффициентами, что говорит о том, что физические процессы, происходящие на электроде, не носят однозначной зависимости от параметров обработки

На основании проведенных экспериментальных исследований были получены зависимости изменения массы электрода-заготовки и изменения износа электрода-инструмента в различных средах при обработке различных материалов единичным импульсом, на основании которых разработана программа по выбору параметров ЭЭО (св-во регистр прог №2006613985) Анализ результатов исследований показывает, что наибольшее изменение массы заготовки по сравнению с другими средами наблюдается в рабочей жидкости (РЖ-3) и составляет для материала СтЗсп -

2,3 10"3 г/ичп, для материала X1SH10T - 2,9 103 r/имп, для материала ОТ-4 - 0,9 103 г/имп, а наименьший износ медного электрода-инструмента для разных материалов заготовки составил для материала СтЗсп - 1,34 10J г/имп в водной среде, для материала XI8Н1 ОТ - ] ,38 10"3 г/имп в рабочей жидкости (РЖ-3), для материала ОТ-4 -

2,06 10 г/имп в водной среде

300 350 400 450 500

Емкость батареи конденсаторов С, мкФ

550

Рис 4 Зависимость износа электродов от емкости батареи конденсаторов

на воздухе у, - износ ЭИ (штамповка), у2 - износ ЭЗ (вырубка), у3 - износ ЭИ (штамповка), у4 - износ ЭЗ (вырубка), вводе у,—износ ЭЗ (штамповка), у6-износ

ЭЗ (вырубка), у7 - износ ЭИ (штамповка), у8 - износ ЭИ (вырубка) Повышение устойчивости ЭЭО возможно на основе представлений о дис-сипативном канале Под действием единичного разряда на обрабатываемую поверхность большая часть подводимой энергии преобразуется в тепловой импульс В результате в поверхностных слоях металла возникает нестационарное температурное поле, и основная доля выделяемого тепла будет распределяться вглубь материала за счет теплопроводности, вызывая соответствующие фазово-структурные температурные изменения Продолжительность единичного разряда при электроэрозионной обработке составляет 10"4 10° с, но продолжительность активной фазы не превышает 5 10"6 с, а период температурной релаксации в материале достигает 10"4 с Следовательно, время активного взаимодействия материала с электрическим разрядом в среднем на порядок, а то и два порядка меньше периода формирования активного диссипативного теплового стока

Высокая плотность мощности единичного разряда и малая продолжительность его активного взаимодействия с материалом не позволяет за столь короткий промежуток времени сформироваться полноценным тепловым диссипативным каналам, поэтому образующая дисбалансная доля энергетического воздействия реализуется в виде работы эрозионного поверхностного разрушения Изменение энергии единичного разряда в первую очередь зависит от формы импульса, от напряжения и силы тока, выделяющихся в межэлектродном пространстве Соответственно, кривая энергии единичного разряда будет зависеть от формы кривых напряжения и силы тока.

Все вышеперечисченное говорит о возможности управления или повышения производительности и качества поверхностей, обработанных элемроэрозион-ным способом за счет увеличения зоны энергетических затрат на электроэрозионное разрушение при помощи оптимизации параметров импульсов и изменения кривой активности тепчового диссипативного процесса Проведенные исследования в области тепловых явлении при ЭЭО выявили, что сопротивление обрабатываемого материала эрозионном)' воздействию определяется, в основном, свойствами материала, а не режимом обработки

Эффективность процесса ЭЭО определяется максимально достижимой производительностью при обеспечении требуемых технологических параметров качества и точности Математически производительность П процесса ЭЭО можно выразить

где к\ - эмпирический коэффициент, характеризующий эрозионную стойкость материала электрода-заготовки, Л'р - число рабочих импульсов тока в единицу времени, 1т - амплитуда импульсов тока; с,, - длительность импульсов тока

В свою очередь, число рабочих импульсов /Ур не совпадает с числом электрических импульсов Л7,,, сформированных генератором станка, а существенно зависит от устойчивости процесса

= ВДЛ,Л7),

где £ - критерий устойчивости, численно характеризующий математическое ожидание формирования рабочего импучьса в МЭГГ, К - вектор параметров режима обработки (частота/, следования импульсов, их длительность гм и амплитуда тока /т), М — вектор состояния МЭГ1 (межэлеиродное расстояние /мэп, концентрация продуктов эрозии А'.ш,) При этом прямо пропорциональна производительности Кца =к2ПУг,р, где 1-%, -

скорость прокачки рабочей жидкости в МЭП, к2 -коэффициент пропорциональности

Однако, производительность процесса ограничена необходимостью отвода тепла из зоны обработки

- - < „ ,

5—, Чкр *

п

где из - приэлектродные падения напряжения, 5П - площадь рабочей поверхности электродов, <7,ф - плотность теплового потока, соответствующая тепловому кризису второго рода

Шероховатость обработанной поверхности зависит от обрабатываемого материала и режима обработки

где кз, а, 0 - эмпирические коэффициенты, характеризующие степень влияния режима обработки на шероховатость поверхности

Величина относительного износа ЭИ описывается зависимостью

где - коэффициент, характеризующий разрушение материала электрода заготовки на единицу вводимой энергии, к$ - эмпирический коэффициент, характери-

зующнй степень влияния силы тока на износ ЭИ, к(, - эмпирический коэффициент, характеризующий степень влияния времени импульса на износ ЭИ

Таким образом, получим систему уравнений, математически описывающую эффективность процесса ЭЭО

'n = kJmt„NJ(fu,tll,Im,Vnp)

Jj»U,Nv£tfuJu,Im,Vnp)

^ Y Чкр

.r = t„0"{kA+k5\nIm+k6 ln/J где первое уравнение системы характеризует производительность процесса ЭЭО, второе неравенство задает условие существования процесса, третье уравнение определяет качество обработки, а четвертое характеризует размерную точность

Данная система уравнений не может быть решена аналитическими методами, так как в ней присутствует уравнение, содержащее взаимозависящие параметры (/7 зависит от критерия В,, а В,, в свою очередь, является функцией П)

Наиболее эффективным методом решения уравнений, содержащих взаимозависимые параметры, является применение алгоритмов нелинейной динамики и нейронносетевое моделирование, которые составляют основу подходов искусственного интеллекта

Одним из важных показателей процесса ЭЭО является устойчивость процесса Под устойчивостью понимается способность сохранять в течение заданного промежутка времени непрерывный процесс съема металла и эвакуации продуктов эрозии, несмотря на возникновение в системе случайных или закономерных возмущающих воздействий

В четвертой главе представлены результаты исследований по оптимизации и стабилизации процесса ЭЭО Для процесса злектроэрозиОнной обработки наиболее актуальной задачей является экспериментальное и теоретическое нахождение оптимальных сочетаний параметров технологического режима с позиций повышения производительности при сохранении показателей качества обработки

^ = ф(«Г(т), U (г), У(т), Р(т), f (г)), dr

где ц/{т~) - вектор физически измеримой информации о функционировании станка, г - текущее время, V (г) - вектор управления процессом электроэрозионной обработки, У(т), Р(т) - соответственно скорость и энергоемкость процесса обработки, £(г) - вектор внешних возмущений, вызванных изменением площади обработки, углублением инструмента в деталь, изменением условий эвакуации, износом электрода-инструмента, локальным изменением свойств рабочей жидкости в МЭП и другими факторами

Оптимальность параметров технологического процесса определяется экономическими показателями Критерием эффективности электроэрозионной обработки примем целевую функцию

эчерг

где в ~ приведенные затраты на обработку одной заготовки, стоимость

энергии, затрачиваемой на изготовление детали, 0ит- стоимость этектродов-инстру ментов и рабочей жидкости, необходимых для изготовления детали, вэ>чС,-затраты живого и овеществленного труда, связанные с эксплуатацией и обслуживанием электроэрозионного станка

Под затратами на эксплуатацию и обслуживание станка понимается заработная плата рабочего и амортизационные отчисления Таким образом, целевую функцию по эффективности можно представить в виде

гДе тсвр ~ продолжительность процесса электроэрозионной обработки, IV -мощность электрической энергии, подаваемой в МЭП, £,„ - себестоимость единицы электрической энергии, - продол? сительность простоя станка, связанного с заменой электрода-инструмента или рабочей жидкости, - число деталей, обработанных за период стойкости электрода-инструмента, - себестоимость одной минуты работы станка, И — сумма себестоимости электрода-инструмента и рабочей жидкости

Рассмотрим случай электроэрозионной обработки одинаковых деталей с постоянными параметрами режима, для которого справедливы соотношения

где V - объем металла, снимаемого для получения детали, - обьем металла, удаляемый единичным электрическим импульсом, /п - частота следования импульсов, - мощность импульса, д - скважность импульсов, 7 - скорость износа электрода-инструмента Из вышепредставленных выражении следует, что

Гак как значения V, Ем, Езкс, И и ты не зависят от режимов обработки, примем их константами Величины Уи, Щ, и У, наоборот, следует рассматривать как некоторые функции К,,(/„,/„,<?), и г(/„ ./„.<?) параметров элек-

троэрозионной обработки, где /„ - амплитуда силы тока импульса Поэтому математическим выражением критерия оптимальности режима может служить функция

где С,, С2, С3, С4 - константы, определяемые на основе справочных данных и технологической документации, причем С, (см3) характеризует общий объем металла, который необходимо удалить для получения детали, С2 (р /кВтч) отражает

С,_ С,У. (/.,/..?)

Г. СЛ. Л, *>/.!. 1

себестоимость электрической энергии; С3 (р./ч) характеризуется себестоимостью одного часа работы электроэрозионного станка; С4 (р.) характеризуется стоимостью электрода-инструмента. С учетом того, что произведение Уи/и равно скорости объемного съема М, и отношение энергии импульса \Уи к его скважности ц равно мощности IV, потребляемой процессом ЭЭО, получим окончательный вид целевой функции, выраженной в единицах стоимости обработки (рублях):

в{М,.,УГ, Т) =

С,

с.

К/.. /.,?).

Границами области решений являются ограничения, накладываемые возможностями используемого оборудования и технологическими требованиями к точности и качеству обработки. Ограничения были наложены по глубине зоны термического влияния А0(й^ ) < Атах, по шероховатости получаемой поверхности

^ _ . о тк\

■■Ск1иЧиг <Я:тю. (где Ск, ¿1, /с2 - эмпирические коэффициенты) и максималь-

ной электрической мощности генератора импульсов И/(/11 < 1Ут

1«, А

Рис. 5. График зависимости целевой функции в от скважности q импульсов и амплитуды силы тока 1и импульса при /я = 22 кГц, материал электрода-инструмента - медь, заготовка (катод) - Сталь 45

Рассчитаем целевую функцию в для операции прошивания фигурного отверстия объемом С, = 3 см3 медным электродом в стальной заготовке. Назначив величины констант С2 = 2,65 р./кВтч (тариф для предприятий Хабаровского края на 2008 г., включая НДС), С3 = 70 р./ч (амортизация станка 4Л721Ф1, заработная плата рабочего 5-го разряда, стоимость израсходованной за 1 ч рабочей жидко-

сти), С4 = 800 р (стоимость медного электрода) и наложив указанные ограничения, вычислим значения целевой функции в пространстве аргументов f„, I ад. График целевой функции при /„ = 22 кГц приведен на рис 5

Анализ целевой функции (рис 6) показывает, что при обработке стальных заготовок медными электродами требованиями к качеству обработанной поверхности Rz < 20 мкм (/„ =22 кГц), оптимальными с позиций себестоимости получаемой детали, будут режимы обработки q = 3 4 и /и = 16 20 А При этом производительность обработки Mv = 155 мм3/мин, удельный износ электрода-инструмента у = 7 %, т е его объемный износ составил у С| = 0,21 см3

Аналогичным образом могут быть составлены целевые функции для любой пары электродных материалов Необходимые для этого зависимости M,(fuJu,q), Щ/и,/„,<?) и y(J„ ,/„,?) должны быть получены экспериментальным путем, причем трудоемкость экспериментальных исследований может быть существенно снижена (за счет сокращения количества необходимых экспериментов) при помощи нейронносетсвой интерполяции

Рис б Проекция целевой функции на оси скважности (а) и амплитуды силы тока (б) импульсов Экстремум функции q = 3,5, Iu - 16 А

Разработанная методика оптимизации режимов ЭЭО была также использована при обработке титанового сплава ОТ4(# = 3,5 5,1и = 3 8 А), быстрорежущей стали Р18 (q ='■ 1,5 2,8,/„ =6.10 А), алюминиевого сплава АК4 (q = 4 5,1 и = 12 16 А ) при обеспечении требуемой точности и производительности на f- 22 кГц Полученные результаты свидетельствуют о возможности реализации данного алгоритма в адаптивном управлении электроэрозионными станками с ЧПУ

Наряду с оптимизацией, были проведены исследования по выявлению информативных признаков, характеризующих производительность процесса формообразования, а значит и эффективность ЭЭО в цепом Для этого проводилась электроэрозионная обработка различных материалов на режимах, характеризующихся разной степенью производитель-

ности В процессе обработки регистрировались сигналы акустической эмиссии, зафиксированной датчиком, закрепленным на электроде-инструменте, а также напряжение и ток между электродамп Каждьщ из этих сигналов подвергался обработке с помощью трех математических методов статистическою анализа, Фурье-анализа и фрактального анализа.

Исследования показали, что наиболее тесную корреляцию с производительностью ЭЭО обладает один из параметров сигнала АЭ - фрактальная размерность Выявлено, что более производительные режимы ЭЭО характеризуются более низкой фрактальной размерностью сигнала АЭ Это можно объяснить тем, что при благоприятных условиях ЭЭО акты единичной эрозии происходят регулярно, в соответствии с порядком следования электрических импульсов, вырабатываемых генератором При этом сигнал акустической эмиссии, регистрируемой датчиками, имеет вид равномерной периодической последовательности, не содержащей шумовой составляющей Фрактальная размерность такого сигнала стремится к единице При неблагоприятных условиях равномерность следования актов единичной эрозии нарушается, что приводит к потере производительности обработки, возникновению стохастических составляющих в сигнале АЭ и увеличению его фрактальной размерности То есть увеличение фрактальной размерности АЭ свидетельствует о потере производительности и снижении эффективности обработки Графики зависимостей фрактальной размерности АЭ от производительности при обработке стали 45, титанового сплава ОТ4 и алюминиевого сплава АК4 показаны на рис 7 Коэффициенты корреляции для полученных зависимостей составили: для стали 45 г2 = 0,8332, для титанового сплава ;2 = 0,7897, для алюминиевого сплава г2 = 0,7966 Таким образом, можно сделать вывод о том, что фрактальная размерность сигналов, регистрируемых в процессе электроэрозионной обработки, является диагностическим показателем общей эффективности ЭЭО

70 80 110 130 150 170 190 210 230 250 Производительность ЭЭО, мма/мии

Рис 7 Графики зависимостей фрактальной размерности АЭ от производительности при обработке стали 45, титанового сплава ОТ4 и алюминиевого сплава АК4 Электрод-инструмент - медь, частота импульсов /и = 22 кГц, производительность обработки регулировалась изменением скважности импульсов в диапазоне 1,3 .4,0

Кроме того, быта проведены исследования по выбору оптимальных режимов для конкретных производственных условий электроэрозионной обработки детали из стали ЗОХГСА В основу методики проведения экспериментов взято оптимальное (с точки зрения производитечьности) соотношение между площадью эчектрода и током при различной частоте рабочих импульсов Эта зависимость значительно сокращает общее число необходимых для решения поставленных задач экспериментов Однако для определения искомых сочетаний параметров, обеспечивающих максимально производитсчы-гый режим, необходимо знать для данных рабочих площадей и токов оптимальное значение дчительности илл скважности импульса при различных частотах следования импульсов Таким образом, для каждого режима необходимо найти оптимальное значение скважности Результаты экспериментальной оптимизации значении скважности показали, что максимумы производительности для каждой из частот следования импульсов группируются, как правило, в пределах одного значения скважности (независимо от амплитуды силы тока) за исключением частоты 22 и 200 кГц, на которых, в зависимости от значений тока, наблюдаются по два оптимальных значения скважности Оптимальные значения скважности для частот 1 - 88, 200 - 440 кГц составили соответственно 1,15 - 1,2 (при амплитуде импульса тока более 25 А) и 1,3 (при амплитуде импульса тока менее 25 А), 1,2 - 1,7 (при амплитуде импульса тока более 10 А) и 2,1 - 2,8 (при амплитуде импульса тока более 10 А)

Результаты проведенных экспериментов были сведены в таблицу Каждой записи выходного параметра соответствует среднеарифметическое значение из пяти параллельных опытов Для удобства дальнейшего использования оптимизированных по производительности зависимостей между входными и выходными параметрами процесса ЭЭО осуществили их аппроксимацию методом наименьших квадратов в виде кубического полинома Эти зависимости вошли в основу разработанной программы (св - во офиц регистр прогр №2006613826)

4154 а) 3808 34 62 3115

< 2769 _г 24 23 § 20 П £ 1731 й 1385

5.10 38 Е 692

§ 346 % -

< 0 4 8 12 16 20 24 < 0 500 1000 1500 2000

Шероховатость Яа, мкм Площадь обработки Б, мм

Рис 8 Зависимость шероховатости обработанной поверхности от амплитуды тока при различной частоте импульсов (а) и оптимальное соотношение между рабочей площадью электрода и током при различной частоте импульсов (б)

Исходными данными для работы программы являются шероховатость обработанной поверхности, площадь поперечного сечения обрабатываемой полости, а также глубина обрабатываемой полости На основании исходных данных определяются параметры технологического режима, а также оптимальное число электродов, участ-

вующих в обработке данной полости Вышеизложенное послужило основанием для разработки методики определена оптимальных режимов ЭЭО Величина тока 7, используемого на чистовой операции, определяется исходя из требуемой шероховатости обработанной поверхности (рис 8,а) По принятому значению I с использованием соотношения, представленного на рис 8,6, определяется величина рабочей площади чистового электрода Рп т е припуск под чистовую операцию При получении для данного тока нескольких значений площадей необходимо использовать наименьшее из них для того, чтобы больший остаток припуска снимался на более производительном режиме

По зависимости, представленной на рис 9,а, используя определяем значение тока I При получении нескольких значений /необходимо выбрать значение тока с такой частотой рабочзгх импульсов, которая обеспечивает получение значения глубины дефектного слоя Я(4, при котором разность (Яй^чк --ЩЗ неотрицательна и минимальна Это связано с тем, что, как известно, со снижением частоты рабочих импульсов (при прочих равных условиях) производительность процесса ЭЭО возрастает. Для определения размеров элеиродов для конкретных производственных условий (РЖ, материала инструмента, заготовки и т д ) необходимо иметь зависимость межэлектродного промежутка (МЭП) от величины тока 1 -/(МЭП,/) (рис 9,6)

1 002 О 15 225 30 115 1.5 0 75 6 22 5 30 375 »5

(-, Ампттдч юм I Л Л1!шип>дя том I А

Рис 9 Зависимость I лубины дефектного слоя от амплитуды тока при различной частоте импульсов (а) и зависимость величтшы МЭП от амплитуды тока (б) Для получения полной количественной характеристики генерируемого импульса остается задать его длительность (/„) или скважность (<7) При электроэрозионной обработке скважность для объемного формообразования лежит в пределах от 1,05 до 5,0 Причем выбор значения скважности зависит от задач, поставленных перед технологом Критерием выбора скважности (длительности импульса) может быть как минимальный износ электрода-инструмента, так и максимальная производительность В случае формообразования глухих полостей следует использовать значения скважно-стей, найденных из условия минимального износа медного электрода-инструмента ///„ = 0,04 0,08 ААмкс Это соотношение было найдено в результате анализа большого количества экспериментальных данных при обработке различных марок стали, данное соотношение справедливо также для ампшлуды гребней и длительности гребенчатых импульсов

Выбор режима обработки на копировально-прошивочных операциях можно условно представить в виде шести последовательных этапов На первом этапе определяют тип оборудования, т е модель станка и генератора, материал и метод изготовления электрода-инструмента, вид и степень фильтрации рабочей жидкости, полярность

включения алектродов. На втором этапе задают форму разрядных импульсов исходя из материала детали, допустимого износа инструмента, формы обрабатываемой полости и требуемой шероховатости обработки. На третьем этапе устанавливают параметры импульсов. На четвертом этапе настраивают регулятор подачи, добиваясь получения максимальных значений коэффициента использования импульсов и частоты следования разрядов. На пятом этапе задают параметры прокачки рабочей жидкости, релаксации и вибрации электродов. Расход или давление рабочей жидкости устанавливают в зависимости от величины рабочего тока и допустимого износа инструмента. На шестом этапе проверяют межэлектродные зазоры и необходим^то коррекцию размеров инструмента, оценивают время обработки.

Была разработана статистическая экспертная система по оптимизации режимов ЭЭО, состоящая из решателя (интерпретатора), рабочей памяти (база данных), базы знаний, компонента приобретения знаний, объяснительного компонента, диалогового компонента. Одним из наиболее часто используемых параметров для оптимизации ЭЭО используется сила тока /, от значения которого зависит шероховатость получаемой поверхности. Но часто встречается и вариант, когда необходимо получить заданную чертежом точность на поверхности определенной площади. Поэтому на основании проведенных исследований и используя статистическую обработку экспериментальных данных, были получены зависимости I (11а,3) для наиболее часто используемых частот/,, для пар медь-сталь и графит-сталь. Общий вид зависимости:

1=а + ЬхЛа + сх 5

э

где а, Ь, с - коэффициенты уравнения; Ла - шероховатость получаемой поверхности; Б - площадь обрабатываемой поверхности. На рис.Ю представлен ряд полученных графических представлений эмпирических моделей функции рабочего тока от требуемой шероховатости и площади обработки.

I. А

Рис.10. Графическое представление эмпирической зависимости ЦИа.Б):

а - ^=1 кГц, медь-сталь, прямоугольные импульсы; б -/=44 кГц, медь-сталь, прямоугольные импульсы; в - /=22 кГц, графит-сталь, гребенчатые импульсы; г -/=88 кГц, графит-сталь, гребенчатые импульсы

Все математические модели имеют доверительный уровень р=95%, коэффициент корреляции для всех моделей достигает 0,9, что говорит о большом совпадении экспериментальных и расчетных данных Также для каждой модели рассчитана стандартная ошибка результата, в пределах которой может лежать расчетный результат Данные математические модели позволяют установить взаимосвязь режимов ЭЭО, в частности силы тока ] от получаемой шероховатости поверхности 11а и площади обрабатываемой поверхности 5

Анализ полученных графических зависимостей показывает (по углу наклона), что с уменьшением силы тока шероховатое гь поверхности уменьшается, но в зависимости от частоты /„ угол наклона меняется и даже значительно Для прямоугольных импульсов пары материалов медь-сталь при= 1 кГц на больших площадях с уменьшением силы тока с 50 до 30 А шероховатость обработанной поверхности уменьшается с 20 до 8 мкм Чем меньше площадь обрабатываемой поверхности, тем меньше значение силы тока Изменение угла наклона поверхностей графиков в первую очередь зависит от энергии импульса Таким образом, для обработки поверхностей на высоких частотах необходимо приложить больше энергии для получения той же шероховатости На основании полученных эмпирических моделей наиболее оптимальными для черновой обработки являются графитовые электроды на частотах 1-8 кГц при плотности тока 1,5 - 4,0 А/см2 Чистовую обработку лучше производить на частотах 22 - 88 кГц при плотности тока 1,2 - 2,0 А/см2 Для решения задачи по оптимизации силы тока был разработан алгоритм, который включал блок ввода исходных данных, блок обработки исходных данных и блок вывода результатов В блоке ввода исходных данных пользователь вводит все необходимые для работы исходные данные материал детали, материал электрода, площадь поверхности, шероховатость, конструктивные элементы, количество электродов В блоке обработки исходных данных эти данные анализируются и производится оптимизация по току, шероховатости, площади поверхности, а также по конструктивным элементам В блоке вывода результатов происходит окончательный выбор режима обработки, расчет тока и вывод результатов пользователю Разработанная программа позволяет не только сократить время, необходимое на подготовку технологической документации, но и автоматизировать процесс расчета оптимальных режимов обработки (св - во офиц регистр прогр №2006613824)

В пятой главе изложены результаты использования критериев нелинейной динамики для оценки устойчивости процесса ЭЭО и качества обработанных поверхностей при анализе сигналов виброакустической эмиссии, регистрируемых в процессе обработки в режиме реального времени

При анализе сигнала ВАЭ используется вейвлет-преобразование Его применение оказалось эффективным инструментом для оценки устойчивости динамических систем Вейвлет-анализ позволяет выявить пространственно-временные свойства изучаемой системы, ее фрактальную размерность в режиме реального времени При ЭЭО материалов периодически происходит диссипация энергии, поэтому использование вейвлет-анализа в качестве диагностирующего признака при обработке является наиболее эффективным Результатом вейвлет-лреобразования одномерного рада является двухмерный массив значений в пространстве (а, Ъ - временной масштаб, временная локализация) Он дает информацию относительно вклада различных компонент разного масштаба и называется спектром коэффициентов вейвлет-преобразовання (вейв-

лет-спектром). Разложение по самоподобным (самоаффинным) функциям на основе непрерывных вейвлет-преобразований осуществляется с помощью прямого вейвлет-преобразования (\УТ):

Н'Тз (а, х) = -1 у/' ],

+со тоо

I = о, | Гу/(г)ск — О, 0 <т<п,

где а - масштабный параметр; - исходный сигнал; - вейвлет-

функция; х' - смещение по оси времени.

На рис. 11 приведена осциллограмма сигнала напряжения при электроэрозионной обработке (рис.11,а) и его вейвлет-спектр (рис. 11,6). Исследуя вейвлет-спектр сигнала виброакустической эмиссии можно сделать вывод о наличии в его структуре периодичности, как по временной, так и по масштабной оси. Наличие периодичности по временной оси говорит о диссипатквности анализируемого процесса. Каждый акт диссипации отмечен на картине локальных максимумов появлением характерной яркой области на вейвлет-спектре. Вейвлет-спектр сигнала напряжения между электродом и заготовкой, регистрируемого во время ЭЭО, несет в себе информацию о процессах, происходящих в межэлектродном промежутке и, в частности, о интенсивности разряда в межэлектродном промежутке, величине межэлектродного промежутка и т.д.

Рис. 11. Вейвлет-спектр сигнала напряжения в МЭП Этим самым показано, что вейвлет-спектры исследуемых сигналов, регистрируемых в процессе ЭЭО, являются фрактальными многообразиями, что позволяет проводить вычислительные эксперименты по определению фрактальных характеристик.

Для установления корреляции между параметрами нелинейной динамики, в частности фрактальной размерностью и шероховатостью поверхности, обработанной электроэрозионным способом, был подготовлен и проведен эксперимент на копировально-прошивочном электроэрозионном станке с адаптивным управлением модели 4Л721Ф1 с генератором импульсов ШГИ 40-440М. Анализ дан-

ных. пел ученных в результате экспериментов (рис 12, 13), показал, что с увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, то есть возрастает степень хаотичности процесса ЭЭО, вне зависимости от материала

В результате анализа экспериментов установлено, что фрактальная размерность сигнала АЭ существенно зависит от обрабатываемого материала Например, фрактальная размерность при обработке алюминия АК4 больше, чем фрактальная размерность титанового сплава ВТ20 Таким образом, процесс формообразования при обработке ВТ20 является более устойчивым Анализ данных, полученных в результате экспериментов, показал, что с увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, то есть возрастает степень хаотичности ряда, вне зависимости от материала 1,025

g

а. ©

1,020

1,015

1 010

1,005

1,000

о ^ О о ^^^V А v А, Q □ .Ж °

ж ° ж* V/ a^fa Иг

V О V 0 А ж*

с/^ О О Д ^^^ ^^^^ А А Г д

- *" д

6 8 10 12 14 16 18

Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra, мкм

Рис 12 Зависимость фрактальной размерности £>0 от параметра шероховатости Ra при обработке быстрорежущей стали Р18 (а), титанового сплава ВТ20 (б), алюминиевого сплава АК4 (в), стали 5ХНМА (г)

Основными параметрами обработки, влияющими на шероховатость, как известно, являются частота импульсов и скважность При увечичении этих показателей режима обработки параметр шероховатости Ra уменьшается (рис 12) Такая же зависимость присутствует между этими параметрами обработки и фрактальной размерностью, при этом вне зависимости от марки обрабатываемого материала.

Таким образом, анализ зависимостей, представленных на рис 12,13, показывает, что характер зависимостей шероховатости Ra и фрактальной размерности Do от параметров обработки самоподобны, то есть между ними существует корреляция, причем для всех обрабатываемых материалов Это позволяет использовать фрактальную размерность в качестве диагностирующего признака при оценке шероховатости поверхностного слоя в процессе ЭЭО, то есть фрактальная размерность может являться параметром управления процессом ЭЭО В процессе дальнейших исследований проводили изменения параметров скважности и частоты импульсов Скважность q изменялась в пределах значений от 1,1 до 4,0, а частота /-в пределах значений от 8 до 220 кГц Результаты корреляционного анализа приведены в табл 1

Из приведенных данных видно, что как при изменении частоты, так и при из-

менении скважности наблюдается четкая корреляция полученных пар значений (значений фрактальной размерности и шероховатости) Причем эти значения лежат в диапазоне от 0,69 до 0,96 и большая их часть имеет значения выше 0,75, что говорит о высоком уровне подобия двух параметров Как следствие, имеет место зависимость между фрактальной зависимостью Д, и шероховатостью образца Ла Была установлена корреляция ме/иду другими динамическими параметрами сигнала акустической эмиссии (информационная энтропия и показатель Ляпунова) и шероховатостью обработанной поверхности В табл 2 приведены результаты корреляционного анализа, полученные при обработке алюминиевого сплава АК4 медным электродом М1 на различных режимах обработки (св-воофиц регист прогр №2007613773)

Ранги К'а г,/-!

Калкм 3) 20

50 ВО 150 200 250 300 350 100 150 Частота иппульсоЬ

Рис. 13 Зависимости фрактальной размерности Do и параметра шероховатости Ra от частоты следования импульсов/(1), от напряжения U(2), от скважности q (3), от силы тока I (4) при обработке быстрорежущей стали Р18 (а), титанового сплава ВТ20 (б), алюминиевого сплава АК4 (в), стали 5ХНМА (г)

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что существует корреляционная связь между предложенными критериями устойчивости процесса ЭЭО и шероховатостью обрабатываемой поверхности.

Наиболее высокий коэффициент корреляции наблюдается у пары параметров «фрактальная размерность - шероховатость», который находится в пределах от 84 до 9! %. Полученные данные говорят о том, что информационная энтропия, показатель Ляпунова, как и фрактальная размерность, позволяют проводить контроль шероховатости обрабатываемой поверхности, в частности в режиме реального времени.

Таблица 1

_Результаты корреляционного анализа_

ДУМ - обрабатываемый материал Медь М1 - материал ЭИ

Изменяется скважность ц Изменяется частота/

Яа ОО Яа 00

Яа 1 0,82561 Яа 1 0,899366

РО 0,82561 1 00 0,899366 1

ВТ20 - обрабатываемый материал Медь М1 - материал ЭИ

Изменяется скважность д Изменяется частота/

Яа ОО Яа ОО

Яа 1 0,965514 Яа 1 0,690106

00 0,965514 1 00 0,690106 1

5ХНМА - обрабатываемый материал Медь М1 - материал ЭИ

Изменяется скважность д Изменяется частота/

Яа 00 Яа ОО

Ка 1 0,75433 Яа 1 0,783664

ОО 0,75433 1 ОО 0,783664 1

Р18 - обрабатываемый материал Медь М1 — материал ЭИ

Изменяется скважность д Изменяется частота/

Яа 00 Яа ОО

Да 1 0,823262 Яа 1 0,84802

00 0,823262 1 00 0,84802 1

Далее были проведены исследования взаимосвязи предложенных критериев устойчивости процесса ЭЭО с износом электрода-инструмента. Установлено, что при изменении износа электрода-инструмента форма аттрактора хотя и остается горообразной (рис. 14), но размерность аттрактора возрастает. Это свидетельствует о снижении устойчивости динамической системы. Исследования проходили при обработке стали 5ХНМА медным круглым электродом.

Рис.14. Изменение вида аттрактора в процессе обработки

Оо 109 1,08 1,07 1,06 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1

0,994

О

100 200 300 400

п - количество исследуемых окрестностей точек

500

Рис ] 5 Изменение фрактальной размерности в процессе обработки (1,036 вначале обработки и 1,064 - в конце обработки)

Табшр 2

Начальный режим

Фрактальная размерность 00 1 Энтропия Н Показатель Ляп) нова Л

Коэффициент корреляции

0,875176 0 516356 0 752952

«УстоявшиПся» режим

Фрактальнпя размерность 00 Энтропия Н ПокааатспьЛяпунова Л

Коэффициент корреляции

0,907453 0,717644 0,559673

Критический режим

Фрактальная размерность Р0 Энтропия Н Показатель Ляпунова Л

Коэффициент корреляции

0,876974 0,630331 0 668878

Изменение фрактальной размерности (рис 15) показывает, что с течением времени система переходит из устойчивого состояния в менее устойчивое Показатели Ляпунова также при этом изменяются с X = 0,0184 в начале обработки до X = 0,02508 в конце обработки

Анализ приведенных результатов исследований свидетельствует о существовании корреляции между предложенными критериями и износом электрода, что позволяет проводить диагностику в процессе ЭЭО в режиме реального времени

Шестая глава посвящена разработке системы адаптивного управления для электроэрозионного станка на основе критериев нелинейной динамики, включающей

диагностик}' фрактальной размерности, в ней приведены результаты практической реализации работы

Традиционно электроэрозионный станок, как объект автоматизации, рассматривается в виде трех тесно взаимосвязанных между собой систем регулирования 1) системы автоматического регулирования межэлектродного расстояния, 2) системы оптимального управления электрической мощностью, вводимой в зону обработки, для достижения максимальной производительности при изменяющейся площади обработки, 3) системы автоматического регулирования частоты и тока для получения заданного качества поверхности в минимальное время

Из этих систем первая находятся на стадии промышленного применения, вторая - частично на стадии промышленного применения и экспериментального опробования и, наконец, последняя система - на стадии исследования

Таким образом, традиционная схема автоматизации электроэрозионных операций до настоящего времени еще не реализована в полной мере и перспективы ее развития остаются под вопросом Между тем, более эффективным видится подход в формировании единой, не разделенной на подсистемы, адаптивной системы управления процессом ЭЭО, созданной на общем принципе анализа устойчивости процесса обработки, оцениваемой в различных масштабах времени

Под устойчивостью будем понимать способность сохранять в течение заданного промежутка времени стабильными такие параметры ЭЭО, как производительность, качество получаемой поверхности, точность формообразования и стойкость электрода-инструмента, несмотря на возникновение в системе случайных или закономерных возмущений

Если обозначить черезр\,р2, ,рп параметры, определяющие процесс ЭЭО, тогда динамика процесса описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, которые могут быть решены относительно производных по времени

= .А,О

. Л , (1)

где У], , Уп - известные функции переменныхР1,Р2, ,рп по времени /, удовлетворяющие условиям существования и единственности решения Невозмущенному состоянию процесса отвечает определенное частное решение

Р1=М0. Рг=/гС), ,Рп=Ш дифференциальных уравнений (1), удовлетворяющих условиям

при / = /0. рх =/,(/„), рг =Л(/0). - Рп=/Л*о) (2)

Изменив условия (2)

и дав начальным значениям параметров р\, р2> , Рп небольшие по модулю приращения 8,, 82, , бп, получим начальные условия, соответствующие возмущенному развитию процесса обработки

при/ = /0 р1 =/,(*0) + е,, рг + ./>„=/„('о) + £„

Обозначив значения параметров д в возмущенном развитии процесса через

а в невозмущенном - через Д/), получим вариации Др, параметров процесса ЭЭО

АР,=Р,(0-/,(0,0= 1,2,

Тогда, исходя из критерия Ляпунова, условие устойчивости процесса ЭЭО будет иметь вид

ИтДрДО^Б,, (3)

где - максимально допустимое отклонениеу-го параметра обработки, т - заданный интервал времени

С позиций адаптивного управления технологическими параметрами ЭЭО устойчивость динамической системы процесса формообразования удобно рассматривать в трех масштабах времени

Если интервал времени т в условии (3) ограничить длительностью импульса т < /,„ а в качестве Ар считать отклонение от падения напряжения на межэлектродном промежутке, то при соблюдении условия (3) можно говорить об устойчивости процесса ЭЭО в масштабе времени единичного импульса

Неустойчивость в масштабе импульса означает, что по каким-либо причинам единичный элекгроимлульсньш разряд не может быть инициирован, а если возникает, то обрывается, не совершив требуемой полезной работы Такая неустойчивость напрямую влияет на производительность обработки и косвенно на качество обработанной поверхности

Устойчивость в масштабе импульса может быть исследована с помощью прямого метода Ляпунова исходя из дифференциального уравнения установившихся режимов электрических разрядов в цепи с сопротивлением К и самоиндукцией Ь

+ Д) + ф(0 = £, (4)

т

где (- ток, протекающий между электродами, Е - напряжение источника питания, ф(т) -нелинейная зависимость между током; и напряжением и в межэлектродном промежутке За невозмущенное развитие эрозионного процесса примем условие I = I (где I - ток, установившейся в МЭП), а за возмущенное - выражение г = 1 + с Тогда функцией Ляпунова для уравнения (4) является определенно-положительная

функция У = -^Ье2 Ее производная по времени V, вычисленная в силу дифференциального уравнения возмущенного режима дугового разряда, будет отрицательно-определенной функцией е при выполнении условия /? + ср(:) > 0 и, следовательно, на основании теоремы Ляпунова об устойчивости, при выполнении данного условия режим протекания электроимпульсного разряда будет асимптотически устойчив Таким образом, зная характер зависимости ср(0 (которая подробно

описана в технической литературе), несложно реализовать электронную схему автоматического поддержания устойчивости процесса ЭЭО в масштабе времени единичного импульса

Если интервал времени в условии (3) сделать большим, то можно говорить об устойчивости в масштабе времени технологической операции Данный вид устойчи-

воет и ЭЭО будет иметь место при собпюдешш в заданном весьма большом интервале времени баланса вновь образующихся эвакуир} емых продуктов эрозии Если обозначить через М0 общий объем продуктов эрозии, образующихся в единицу времени, а через Ма - количество продуктов эрозии, которое может быть удалено при данных условиях в ту же единицу времени (скорость эвакуации), то условие устойчивости процесса ЭЭО в масштабе времени технологической операции запишется как М0 < Ма Неустойчивость ЭЭО в масштабе времени технологической операции существенно снижает производительность обработки, но может быть устранена различными технологическими приемами, улучшающими условия эвакуации продуктов эрозии из зоны обработки, например применением принудительной прокачки рабочей жидкости, вибрации или вращения электродов

Промежуточное положение между масштабами времени единичного импульса и технологической операции занимает наиболее информативный, с позиций диагностики процесса ЭЭО, масштаб времени серии импульсов Этот масштаб определяется интервалом времени х = 7?/,,, где п - количество импульсов в серии Неустойчивость ЭЭО в масштабе серии импульсов (которую коротко можно охарактеризовать, как непериодичность возникновения полноценных рабочих электроэрозионных разрядов в межэлектродном промежутке) не только снижает производительность обработки, но и существенно ухудшает качество получаемой поверхности, а также приводит к интенсивному износу электрода-инструмента и, как следствие, снижает точность формообразования

Рассмотрение механизма возникновения электронмпульсного разряда показало, что существует, по крайней мере, пять видов электрических импульсов, подводимых в зону обработки рабочий импульс, импульс холостого хода, импульс короткого замыкания, повторный импульс, фиктивный импульс

Современные средства диагностики не предоставляют возможности провести четкую классификацию между рабочими, повторными и фиктивными импульсами А между тем повторные импульсы крайне нежелательны в процессе ЭЭО, так как нарушают равномерность распределения эрозионных лунок на поверхности электрода-детали, чем снижают качество обработанной поверхности, а также в силу несимметричного распределения энергии возникающего дугового разряда вызывают интенсивный износ электрода-инструмента

Проведенные экспериментальные исследования показали, что повторные, а также (в несколько меньшей степени) фиктивные импульсы характеризуются избытком энергии, которая в отсутствии процесса образовании эрозионной лунки рассеивается в виде ударной волны, распространяющейся в рабочей жидкости и электродах и четко фиксируемой с помощью датчика акустической эмиссии, закрепленного на электроде-инструменте

Таким образом, для четкой диагностической классификации периодических импульсных процессов, происходящих в межэлектродном промежутке, необходимо трехкаиальное регистрирующее устройство, фиксирующее импульсы напряжения и} между электродами, тока 1} и импульсы акустической эмиссии Ар возникающие в процессе обработки (/=1,2, . , п)

На базе изложенного выше анализа особенностей процесса ЭЭО был осуществлен принцип адаптивного управления, заключающийся в создании таких условий процесса ЭЭО, при которых серия импульсов состояла бы из максимально большого количества равномерно следующих рабочих импульсов, не перемежаемых повторными или фиктивными импульсами, и которая не прерывалась бы при этом импульсами холостого хода или короткого замыкания То есть был использован метод управления устойчивостью процесса ЭЭО в масштабе времени серии импульсов

Так как серия импульсов представляет собой явление, плохо формализуемое с помощью аналитических зависимостей, то прямой метод Ляп) нова для анализа устойчивости процесса ЭЭО в этом масштабе времени оказался неприменим Поэтому для оценки устойчивости были использованы методы нелинейной динамики, в частности критерий оценки хаотичности временных рядов с помощью вычисления фрактальной размерности D0 реконструированного по ряду аттрактора динамической системы В качестве элементов временного ряда использовались показатели полезной работы, совершенной каждым из единичных энергетических импульсов серии, - объем F, лунки, формируемой импульсом на электроде-заготовке Объем Fj предложено находить из эмпирической зависимости вида ^ = а([/,/гц), (5)

где S - нелинейная функция, к - эмпирический коэффициент В этом выражении член Щs характеризует количество электрической энергии, введенной в межэлектродный зазор, а член kAj - количество энергии, не потраченной на эрозию электродов, а рассеянной в виде ударной волны

Так как характеристики функции 9 заранее неизвестны, то для реализации формулы (5) была использована нейронная сеть - трехслойный персептрон (на рис 16 обозначена цифрой III) Обучение сети производилось на основе экспериментальных данных метопом обратного распространения ошибки

Сформированный временной ряд V\, V2, , V„ служит исходными данными для реконструкции аттрактора динамической системы процесса ЭЭО Реконструкция проводилась методом задержек с помощью динамической нейронной сети (на рис 16 обозначена цифрой IV) Данная сеть имеет 4096 входов, на которые с помощью сдвиговых регистров (на рисунке обозначены буквой К) подаются значения Kj Таким образом, сеть непрерывно анализирует параметры последних 4096 эрозионных лунок, образующихся (Р, много больше 0 для рабочих, V, стремится к 0 для повторных и фиктивных импульсов) или не образующихся (Р, равно 0 для импульсов холостого хода и короткого замыкания) после соответствующих им 4096 электрических разрядов, поданных на электроды Обновление временного ряда происходит последовательно - каждый вновь формирующийся на выходе сети III элемент V, сдвигает ряд на одну позицию в сторону увеличения порядковых номеров элементов ряда и «выталкивает» из регистров самый последний элемент Сети III и IV синхронизированы между собой тактовыми сигналами, которые вырабатывает сеть III и частота которых совпадает с частотой следования

электрических импульсов, подаваемых генератором станка в зону обработки

Первый слой сети IV состоит из 4096 нейронов с линейной активационной функцией и служит для нормирования входных данных Второй слой состоит из 1024, а третий - из 2 нелинейных нейронов с сигмоидной логистической функцией активации Основной функцией нелинейных слоев сети IV является реконструкция аттрактора и вычисление его фрактальной размерности Д, Параллельно с этим сетью решается задача вычисления среднего значения объема Кл эрозионной лунки для серии из последних 4096 произведенных генератором станка электрических импульсов

Для чистовых режимов обработки (частота I енератора /г = 22 кГц) окно усреднения составляет 0,186 с, для черновых (/г = 4 кГц) - 1 с Получаемый нейронной сетью параметр фрактальной размерности О0 аттрактора динамической системы процесса ЭЭО, как показано в главе 5, очень тесно коррелирует с шероховатостью Да получаемой поверхности и может является диагностирующим параметром ЭЭО Поэтому она используется в адаптивной системе как информативный признак качества обработки Параметр Кл позволяет судить о том, насколько интенсивно происходит эрозия электрода-заготовки, то есть является информативным признаком производительности ЭЭО Опираясь на эти два информативных признака, производится управление устойчивостью процесса ЭЭО в масштабе времени серии путем подстройки в соответствии с типовыми алгоритмами оптимизации электрических режимов обработки (част ота, скважность, количество задействованных ключей генератора), обеспечивая тем самым максимальную производительность при сохранении приемлемого качества обработанной поверхности

Аналогичным образом с использованием неиронносетевых алгоритмов производится управление устойчивости процесса ЭЭО в других масштабах времени -масштабе времени и масштабе технологической операции Для этого в состав адаптивной системы управления (рис 16) введены две нейронные сети / и//, которые управляют соответственно величиной межэлектродного расстояния 5 и скоростью V прокачки рабочей жидкости

Сеть I регистрирует факт наличия в процессе обработки импульсов холостого хода или короткого замыкания и в зависимости от этого вырабатывает отрицательный либо положительный сигнал коррекции Д5 величины межэлектродного зазора Сеть II отслеживает величину межэлектродного зазора, а также устойчивость возникновения рабочих разрядов в серии импульсов и контролирует скорость течения рабочей жидкости таким образом, чтобы добиться максимальной эвакуации продуктов эрозии из зазора, но с другой стороны не нарушать при этом механизм мостикообразования и условий устойчивого возбуждения разрядов

и1 ° Л/ & = 1. 2, ,П)-

соответственно амплитуды напряжения, тока и акустической эмиссии ¡-го энергетического импульса, составляющего процесс формообразования при ЭЭО, п - количество импульсов в серии

Дй

Коррекция величины межэлектродного зазора

V

Скорость прокачки рабочей жидкости

Математическое ожидание объема лунки (как показатель производительности обработки)

Фрактальная

размерность

(как показатель

шероховатости

получаемой

поверхности)

Рис 16 Адаптивная система управления процессом ЭЭО Нейронная сеть/управляет ус-тойщ-гоостыо обработки в масштабе време1 и единичного импульса, сеть II контролирует устойчивость процесса в масштабе времени технологической операции, сети

III и /^управляют устойчивостью ЭЭО в масштабе времени серии импульсов Описываемая адаптивная система была реализована в части управления устойчивостью процесса ЭЭО в масштабе времени серии импульсов, а также (уже реализуемые) в масштабе времени единичного импульса и технологической операции Адаптивная система управления исполнена в виде ПЭВМ, оснащенной четырехканальным цифровым осциллографом, программным образом реализованными нейронными сетями и алгоритмами оптимизации Станок был оснащен дополнительными датчиками тока, напряжения и акустической эмиссии В результате этого получено повышение производительности и качества при выполнении заданных требований точности

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Повышение эффективности и качества ЭЭО должно основываться на новых подходах анализа теоретических и экспериментальных исследований и управления процессами ЭЭО Широкое использование средств вычислительной техники в современном электроэрозионном оборудовании позволяет управлять выходными параметрами процесса ЭЭО на основе фундаментальных подходов к устойчивости сложных систем, в частности на основе

подходов искусственного интеллекта К числу таких систем относится ЭЭО

1 Научно обоснована и решена комплексная научно-техническая проблема повышения эффективности ЭЭО и качества обработанной поверхности на основе подходов нелинейной динамики и искусственных нейронных сетей, позволившая выявить наличие и характер взаимосвязей критериев нелинейной динамики с выходными параметрами качества и эффективности ЭЭО, на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана методология создания системы адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО в режиме реального времени Добились повышения производительности в 1,7 раза и снижения параметра шероховатости с

до 11а7 10, при сохранении требуемой точности, достигнуто сокращение времени на технологическую подготовку производства в среднем на 25 % в условиях многономенклатурного, серийного производства

2 Установлены закономерности, определяющие зависимость производительности и качества обработки при ЭЭО по параметрам единичного электроэрозионного разрушения н по коэффициенту сосредоточения Показано, что распределение диаметров единичных лунок подчиняется подходам теории вероятности, вследствие чего при ЭЭО имеет место систематическая погрешность, связанная с самим процессом (непостоянство сопротивления по площади электрода)

3 Предложены методики оптимизации режимов объемного эяектроэрозион-ного формообразования деталей из различных материалов на основе нейронносе-тевой интерполяции, позволяющие сократить объемы проводимых экспериментальных исследований и повысить точность расчетов

4 Установлено, что производительность и качество обработанной поверхности при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью ЭЭО В этой связи предложены и экспериментально подтверждены критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности -фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов акустической эмиссии, регистрируемой в процессе обработки Степень потери устойчивости процесса ЭЭО определяется свойствами обрабатываемого материала и режимом обработки

5 Определена корреляционная связь между фрактальной размерностью шероховатости поверхности, обрзботанной электроэрозионным методом, и фрактальной размерностью структуры этой же поверхности, а также между фрактальной размерностью сигнала АЭ как при регистрации сигнала с электрода-инструмента и электрода-заготовки Показано, что фрактальная размерность шероховатости поверхности существенно зависит от свойств обрабатываемого материала С увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, т е возрастает степень хаотичности процесса ЭЭО вне зависимости от марки обрабатываемого материала Поэтому фрактальная размерность может являться диагностирующим параметром динамики процесса ЭЭО

6 Установлен характер зависимостей шероховатости поверхностей, обработанных электроэрознонным методом, и фрактальной размерности шероховатости В0 от параметров обработки, они самоподобны, те между ними существует корреляция, причем для всех исследуемых материалов, следовательно, фрактальную размерность можно использовать в качестве диагностирующего признака при оценке шероховатости поверхностного слоя при ЭЭО

7 Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что алгоритмы нелинейной динамики и нейронные сети являются информационной средой при моделировании динамики процессов ЭЭО Предложены принципы, позволяющие оптимизи-

ровать режимы обработки, обеспечивающие повышение эффективности и устойчивости процесса Теоретически обосновано и подтверждено в ходе экспериментов, что задача оценки состояния процесса ЭЭО и качества обработанных поверхностей может быть реализована искусственными нейронными сетями

8 Проведенные теоретические и практические исследования показали, что высокой результативностью для осуществления контроля устойчивости процесса ЭЭО обладает метод реконструкции аттрактора по сигналам ВАЭ и оценки его фрактальной размерности Данный метод позволяет определить устойчивость таких нестационарных динамических систем, как процесс ЭЭО

9 На основе предложенных критериев устойчшзости ЭЭО и, в частности, фрактальной размерности сигналов АЭ, путем анализа ее в реальном режиме времени, разработана система адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО Установлено, что адаптивная система управления процессом ЭЭО способствует повышению качества обработанной поверхности, а также уменьшения износа электрода-инструмента и увеличения производительности основана на определении оптимальных режимов работы оборудования, обеспечивающих повышение устойчивости ЭЭО

Разработан комплекс программ для расчета оптимальных режимов ЭЭО, практическая реализация аппаратно-программного комплекса, разработанного с учетом проведенных исследований, обеспечила оптимизацию работы современного электроэрозионного оборудования на ряде предприятий Хабаровского края Результаты научных разработок используются в учебном процессе ГОУВПО «КнАГТУ» при изучении дисциплин «Прогрессивные методы обработки», «Повышение надежности процессов механообработки в автоматизированном производстве», «Системы управления технологическим оборудованием», «Управление процессами и объектами в машиностроении» Издано 4 учебных пособия (два из них с грифом ДВ РУМЦ), 3 учебно-методических указания для выполнения лабораторных и практических работ

В приложении представлены описания разработанных программных продуктов Приведены акты внедрения результатов работы на предприятиях Хабаровского края, а также акты внедрения результатов работы в учебном процесс на кафедрах «ТМ», «МТНМ», «БЖД» ГОУВПО «КнАГТУ»

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Кабалдин Ю Г , Сарилов М Ю , Биленко С В Повышение устойчивости процесса эпектроэрозионной обработки и качества обработанной поверхности на основе подходов искусственного интеллекта - Комсомольск-на-Амуре, КнАГТУ - 2007 - 191 с

2 Кабалдин ЮГ, Шпилев А М, Молоканов В И, Дунаевский Ю В , Сарилов МЮ Физические основы диагностики ганоса инструмента в автомапжзированном производстве//Вестник машиностроения 1991 -№4 -с48-51

3 Злыгостев А М, Сарилов МЮ, Бобошко А И Исследование режимов электроимпульсной обработки стали Р6М5 методом планирования многофакторных экспериментов //Металлообработка -2004 -№3 -с 10-12

4 Сарилов МЮ, Злыгостев А М, Бобошко А И Регулятор тока для электроэрозионного станка // Станки и инструменты - 2004 - №9 - с 39-40

5 Злыгостев А М, Сарилов МЮ, Бобошко А И Оптимизация режимов ЭЭО быстрорежущей стали // Станки и инструменты -2004 -№10 -с 33-35

6 Сарилов МЮ, Злыгостев АМ, Бобошко А И Исследование свойств тонколистовых панелей из титанового става, подвергнутых электроэрозионной обработке // Станки и инструменты -2004 -№11 - с 36-39

7 Злыгостев А М, Бобошко А И, Сарилов МЮ К вопросу стабилизации процесса размерной электроэрозионной обработки // Металлообработка -2005 -№1 - с 17-18

8 Сариюв МЮ, Пчешаков ВЮ Исследование и оптимизация технологических режимов объемного эпектроэрозионного формообразования медным электродом // Металлообработка - 2005 - N°2 - с 10-14

9 Capia об М Ю , Пчешаков В Ю Оптимизация технологических режимов объемного эчектроэрозионного формообразования почостей в заготовках из стали ЗОХГСА медным эчектродом //Металлообработка -2005 -№3 -с 29-31

10 Сариюв МЮ , Собочев А Б Оптимизация энергетических параметров элекгпро-гштпъсной обработки с применением теории экспертных систем // Метачлообра-ботка -2005 - №4 - с 14-18

11 Саршов МЮ, Захаров С К Исследование технологических параметров электроискровой обработки стальных и титановых//Металлообработка -2005 -Ку5 -с 10-13

12 Саршов М Ю, Бреев С В Исследование технологически процессов и износа медного эчектрода-инструмента при электроштульсной обработке титанового става ОТ-4// Металлообработка -2006 - №5-6 -с 15-19

13 Саршов М Ю Выбор рациональных режимов объемной эпектроэрозионной обработки почостей с заготовках из стали ЗОХТСА // Известия Тульского государственного университета -г Туча - ГОУ ВПО ТулГУ -2006 -с 80-87

14 Саршов М10 Покотшо М А Выбор параметров управления процессом элсктро-эрозионной обработки // Известия Тульского государственного университета - г Тула -ГОУВПОТупГУ -2006 - с 133-143

15 Саршов МЮ Исследование технологических процессов и износа элеюпрода-uncmpy\tewna при эпектроэрозионной обработке титанового сплава //Известия Тульского государственного университета - г Тула. -ГОУ ВПО ТулГУ - 2006 - с 113-129

16 Саршов М Ю, Покатило М А Фрактачьная размерность как параметр управления эчеыпрозрозионнойобработкой//Метагыообработка —2007 -№4 —с 16-20

17 Сортов МЮ Исследование микроструктуры поверхностей обработанных электроимпульсным методом//Метаплообработка.—2007 -№6 -с 14-28

18 Злыгостев А М , Сарилов М Ю , Бобошко А.И Исследование геометрии рабочего профиля электрода для электроэрозионного перфорирования // Металлургия машиностроения - 2003 - №3 - с 17-20

19 Саритов МЮ, Высоцкий В.В, Щелкунов ЕБ Повышение производительности обработки детален из труднообрабатываемых сплавов путем оптимизации режимов резания в условиях гибкого производства // Вестник КнАГТУ Вып 2 , Сб 1 , ч 1 «Прогрессивные технологии в машиностроении» Сб научных трудов / Ред Ю Г Кабалдин Комсомольский-на-Амуре гос техн ун-т, 2000 - с 87-90

20 Сарилов М10 , Щелкунов Е Б , Щелкунова М Е, Виноградов С В , Пронин А И Определение термодинамических параметров обработки по сигналам термо-ЭДС // Сборник статей международной научно-технической конференции - Пенза, 2001 - с 15-17

21 Сарилов М Ю Особенности обработки титановых сплавов электроэрозионной обработкой // Вестник ГОУ ВПО «КнАГТУ» Вып 3 , Сб 2 «Прогрессивные технологии в машиностроении» Сб науч. трудов/ Редкол Ю Г Кабалдин и др - Комсомольск - на -Амуре ГОУ ВПО КнАГТУ, 2002 -с 50-52

22 Сарилов МЮ Элестроэрозионная обработка материалов // Вестник ГОУ ВПО «КнАГТУ» Вып 3 , Сб 2 «Прогрессивные технологии в машиностроении» Сб науч трудов/ Редкол Ю Г Кабалдин и др - Комсомольск - на - Амуре. ГОУ ВПО КнАГТУ, 2002 - с. 56-59.

23 Сарилов М Ю, Бобошко А И Исследования и расчет оптимального профиля электрода для групповой обработки сквозных отверстий // Первая научно-практическая конференция "Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности" - Москва ОАО "ОКБ Сухого", 2002 -с 232-238

24 Сарилов М Ю, Бобошко А И Разработка технологии изготовления штамповой оснастки для получения кованных заготовок с применением способов ЭЭО// Первая

научно-практическая конференция "Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности" -Москва ОАО "ОКБ Сухого", 2002 - с 196-199

25 Сарилов M Ю, Виноградов С В Исследование саморегуляции производства и эвакуации продуктов эрозии при электроэрозионной обработке // Нелинейная динамика и прикладная синергетика Материалы научной конференции Часть 2 / Сборник статей под ред проф ЮГ Кабалдина-г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО "КнАГТУ",2003 -с 48-52

26 Сарилов M Ю , Злыгостев A M , Бобошко А И Прецизионная элекгроэрозионная обработка деталей штамповой оснастки // Нелинейная динамика и прикладная синергетика Материалы научной конференции Часть 2 / Сборник статей под ред проф Ю Г. Кабалдина-г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО " КнАГТУ", 2003 - с 71-74

27 Сарилов M10, Злыгостев A M, Бобошко А И Повышение производительности элекхроэро-зионной обработки // Нелинейная динамика и прикладная синергетика Материалы научной конференции Часть 2 /Сборник статей под ред проф 10 Г. Кабалдина - г Комсомольск-на -Амуре ГОУ ВПО "Комсомольский -на- Амуре гос техн >11-1", 2003 -с 75-77

28 Злыгостев АМ, Сарилов МЮ, Бобошко А И Исследование геометрии рабочего профиля электрода для элеироэрозиошюго перфорировать // Нелинейная динамика и прикладная синер)®-тика. Материалы научной конференции ч2 / Сборник ста гей под ред проф ЮГ Кабалдина - г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО "Комсомольский-на-Амуре гос техн ун-т", 2003 -с 78-84

29 Злыгостев A M, Сарилов M Ю, Бобошко А И Исследование технологических режимов и применение методов ЭЭО дня изготовления средств технического оснащения // Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов Материалы Дальневосточного инновационного форума с международным участием в 2 ч - Хабаровск Хабаровский государственный технический университет, 2003 -с 110-115

30 Ким В А, Сарилов M Ю, Кургачев Р В , Мазур С П Износостойкость титанового сплава ВТ-3-1 упрочненного электроискровым легированием.// Электрофизические и электрохимические методы обработки ФХМО - 2003 Тезисы докладов международной научно-практической конференции - Санкт-Петербург Политехника, 2003 - с 30-32

31 Злыгостев АМ, Полетаев АН, Бобошко АИ, Сарилов МЮ К вопросу стабилизации процесса размерной ЭЭО // Вестник ГОУ ВПО КнАГТУ «Наука на службе технического прогресса», ч 1, выл 4 - г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО «КнАГТУ», 2004 - с 55-57

32 Ким В А, Сарилов M Ю, Щелкунов Е Б Анализ теплового режима электроэрозионной обработки // Вестник ГОУ ВПО КнАГТУ «На)"ка на службе технического прогресса», ч 1, вып 4 -г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО «Комсомольский -на-Амуре гос техн ун-т», 2004 - с 45^17

33 Сарилов МЮ, Просолович А А, Злыгостев A M Исследование физико-механических свойств титановых сплавов, обработанных электроэрозионной обработкой // Вестник ГОУ ВПО КнАГТУ «Наука на службе технического прогресса», ч 1, вып 4 - г Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре гос техн ун-т», 2004-е 51-54

34 Сарилов M Ю, Просолович А А, Щелкунов Е Б Исследования поверхностного слоя деталей после электроэрозионной вырезкиУ/ Техника машиностроения -2004 -№5 - с. 59-60

35 Ким В А, Сарилов M Ю , Щелкунов Е Б Анализ тепловых явлений при электроэрозионной обработке//Техника машиностроения -2004 -№5 - с 61-62

36 Злыгостев АМ, Полетаев А И., Бобошко АН, Сарилов МЮ Стабилизация процесса размерной электроэрозионной обработки //Изобретатели машиностроению - 2004 -№4 -с 16-17

37 Бобошко А И, Злыгостев A M, Сарилов M10. Качество поверхностного слоя как критерий применения технологий ЭЭО // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и пути решения инвестиционной и инновационной политики на предприятиях Хабаровского края» - г. Комсомольск-на-Амуре ГОУ ВПО « КнАГТУ», 2005 - с 27-31

38 Сарилов МЮ, Просолович А А, Злыгостев A M Исследование физико-механических свойств титановых сплавов, обработанных электроэрозионной обработкой//Техника машиностроения -№1 -2005 - с 43-45

39 Сарилов M Ю, Плешаков В Ю Исследование и оптимизация технологических режимов объемного электроэрозионного формообразования медным электродом //

Техника машиностроения -2005 - №2 - с 10-17

40 Сарилов M Ю Исследование процессов электроискровой обработки стальных и титановых заготовок // Современная электротехнология в промышленности центра России СЭТ - 2006 Труда!8-ойрепюнальной научно-технической конференции-Тула ТулГУ - 2006 -с 108-115

41 Сарилов M Ю Оптимизация режимов объемного электроэрозионного формообразования полостей в заготовках из стали // Современная эчектротехнология в промышленности центра России СЭТ - 2006 Труды 8-ой региональной научно-технической конференции - Тула ТулГУ - 2006 -с 91-96

42 Сарилов M Ю , Злыгостев A M , Полетаев А И Стабилизация процесса электроэрозионной обработки //Машиностроитель -2006 -№12 -с 14-15

43 Сарилов M Ю , Щелкунов Е Б Комплексное решение проблемы износа электрода-инструмента при электроэрозионной обработке деталей летательных аппаратов // Материалы международной конференции «Авиация и космонавтика - 2006», направление «Проектирование, технологии и производство» - Москва МАИ - 2006 - с 197

44 Сарилов M Ю , Покотило M А Фрактальная размерность как диагностический признак процесса электроимпульсной обработки // Материалы II международной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология н надежность машин, приборов и оборудования» - Вологда ВОГТУ, 2006 - с 165-169

45 Сарилов M Ю Алгоритм управления процессом электроимпульсной обработки титанового сплава на основе исследований тепловых процессов // Материалы П международной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и наделдаосгь машин, приборов и оборудования» - Вологда ВОГТУ, 2006 - с 169-173

46 Сарилов MIO Исследование технолопмеских процессов и износа электрода-инструмента при алсирюротионнойобрабопчетитшовошсгшаш//тех1ш1<ама1шо!острое1-шя -2007.-№1 -с 17-25

47 Сарилов M10 Исследование процессов электроискровой обработки стальных и титановых заготовок//Машиностроитель -2007 -№>3 -с 41-44

48 Сарилов M Ю, Покоимо M А Выбор параметров управления процессом ЭЭО // Машиностроитель - 2007 - №4 - с 42-50

49 Сарилов M Ю Применение критериев нелинейной динамики в элсктроэрозионной обработке // Сборник статей 5-ой всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки простанственно-временных сшпалов» - Пенза, 2007 -с 130-132

50 Сарилов M Ю, Соболев А Б Огпимизация параметров электротатульсной обработки с применением экспертных систем // Современная электротехнологая в машиностроении Труды международной научно-технической конференции в 2-х т -Тула ТулГУ, 2007 -с 47-54

51 Сарилов M Ю Исследование тепловых процессов при электроэрозионной обработке титановых сплавов // Современная электротехнология в машиностроении Труды международной научно-технической конференции в 2-х т - Тула ТулГУ, 2007 - с 75-86

52 Сарилов M Ю Анализ структуры электроимпульсной обработки // Прогрессивные технологии в современном машиностроении Сборник статей третьей международной научно-технической конференции -Пенза. АНОО«ПриволжскийДом знаний»,2007 -с 71-74

53 Сарилов M Ю Сгруктурный анализ управления качеством электроимпульсной обработки // Прогрессивные технологии в современном машиностроении Сборник статей Ш международной научно-технической конференции - Пета. АНОО «Приволжский Дом знаний», 2007 -с 74-77

54 Сарилов M Ю Методика функционирования подсистем управления качеством электроимпульсной обработки // Прогрессивные технологии в современном машиностроении Сборник статей Щ международной научно-технической конференции - Пенза АНОО «Приволжский Дом знаний», июнь 2007 -с 77-81

55 Сарилов M Ю, Хвостиков А С , Саблин П А Использование нанотехнологий при изготовлении наноструктурного электрода-инструмента при электроэрозионной обработке // Новые химические технологии Производство и применение Сборник статей IX международной научно-практической конференции -Пенза, август2007 -с 71-73

56 Сарилов M10 Исследование тепловых процессов при электроэрозионной обработке //

Инженер Технолог Рабочий - №9 - с 20-24

57 Кабалдин Ю Г Сарилов М Ю Хвостиков А С Применение наноструктурного этектрода-инстрхмента при этектроэрознонаой обработке // Сборник на^-чныхтрэдов Выпуск VIII Структу-рообразованнс и шлеллекпатьные технологии синтеза наломатериатов Вестник КнАГТУ* - г Комсомотьск-на-Амуре ГОУ ВПО «КнАГТУ», 2007 - с 29-33

58 Сарилов М Ю , Хвостиков А С Исследование сигнала напряжения между электродом и заготовкой с помощью Вейвлет-анализа // Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении Сборник статей IV всероссийской научно-пракшческой конференции - Пенза, октябрь 2007 -с 85-87

59 Сарилов М10 , Пронин А И Математическая модель формирования режимных параметров электроэрозионной обработки // Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении Сборник статей IV всероссийской научно-практической хонференцш -Пенза октябрь2007 -с 88-92

60 Сарилов МЮ Применение методов искусственного интеллекта в системах управления // Материалы IV международной конференции -Саранск Изд-воМордов ун-та, 2007 -с 185-191

61 Сарилов М ГО , Злыгостев А М, Бобошко А И Электроэрозиогиая обработка материалов /Учебноепособие Комсомольск-на-Амуре "КнАГТУ", 2003 -87с (гриф ДВ РУМЦ)

62 Сарилов М Ю Технология и управление размерной электроэрозиошгой обработкой Учебное пособие i Комсомольск- на -Амуре " КнАГТУ", 2007 -75 с (гриф ДВ РУМЦ)

63 Сарилов М10 Применение нейронных сетей в управлении процессом электроэрозионной обработки // Материалы всерос науч -практ Конф «Новые технологии и материалы Инновации и инвестиции в промышленности Дальнего Востока» - Комсомольск-на-Амуре ГОУВПО«КнАГТУ»,-2007 -с20-25

64. Сарилов М10 Вопросы устойчивости и качества процесса здемроэрозионной обработки // Материалы всерос науч -практ Конф «Новые технологии и материалы Инновации и инвестиции в про-мышлешюсти Дальнего Востока» -Комсомольск-на-Амуре ГОУВПО «КнАГТУ»,-2007 -с 26-31

65 Патент России № 2169641 В23 В25/06 от 27 июня 2001г. Контрольно-измерительный комплекс для контроля износа инструмента / Сарилов М ГО, Максимов А Ю

66 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ВНТИЦ № 2006613826 Программа «Оптимизация технологических режимов электроэрознонного объемного копирования заготовок из стали «Расчет режимов ЭЭОК» Авторы Сарилов М Ю , Плешаков В Ю Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2006 г

67 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ВНТИЦ № 2006613824 Программа «Оптимизация режимов ЭЭО «Techno EDM»» Авторы Сарилов М Ю , Соболев А Б Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2006 i

68 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ВНТИЦ № 2006613985 Программа «Оптимизация параметров электроимпульсной обработки» Авторы Сарилов М Ю , Захаров Е К Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2006 г

69 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ ВНТИЦ № 2007613773 Программа «Определение коэффициента корреляции при ЭЭО KoKTDA» Авторы Сарилов М Ю, Бурдасов Е Н Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2007 г

70 Кабалдин Ю.Г, Билекко С В, Сарилов М Ю Адаптивное управление электроэрозионным станком на основе анализа устойчивости процесса обработки // Вестник КнАГТУ Вып X Управление наноструктурированием металлических материалов и динамическими системами Сборник научных трудов -Комсомольск-на-Амуре ГОУВПО «КнАГТУ»,-2008 -с 89-96

71 Кабацпин Ю Г, Биленко С В , Сарилов МЮ Применение методов искусственного интеллекта в системах управления технологическим процессом ЭЭО // Вестник КнАГТУ Вып X Управление наноструюурированием металлических материалов и динамическими системами Сборник научных трудов -Комсомольск-на-Амуре ГОУВПО «КнАГТУ», - 2008 -с 96-103

Курсивом выделены публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций основных результатов докторских диссертаций

САРИЛОВ МИХАИЛ ЮРЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКГРОЭРОЗЦОННОЙ ОБРАБОТКИ И КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ОСНОВЕ ПОДХОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Автореферат диссертации на соискании степени доктора технических наук

Подписано в печать 25 04 2008 Формат 60x84 1/16 Бумага 80 г/м Печать офсетная Уч-изд л 2,5 Тираж 100 экз Заказ 21556

Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университета» 681013 г Комсомольск-на-Амуре, пр Ленина, 27

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ. ПОСТАНОВКА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современное состояние теории электрической эрозии.

1.2. Виды электроэрозионной обработки, ее производительность, точность и качество.

1.3. Особенности выбора режима при черновой и чистовой обработке.

1.4. Современное состояние вопросов эффективности применения электроэрозионной обработки.

1.5. Механизмы возникновения неустойчивости процесса электроэрозионной обработки.

1.6. Синергетика и неравновесная термодинамика электроэрозионного процесса.

1.7. Постановка задачи исследования. Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Описание объекта экспериментальных исследований, измерительных преобразователей и применяемой аппаратуры для наблюдения и записи результатов.

2.2. Методики проведения экспериментальных и теоретических исследований.

2.3. Процесс электроэрозионной обработки как динамическая система.

2.4. Критерии нелинейной динамики для исследования процесса электроэрозионной обработки.

2.5. Методика исследования ЭЭО с помощью сигналов акустической эмиссии.

2.6. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ.

3.1. Исследование износа электрода-инструмента и электрода-заготовки при единичном импульсе.

3.2. Исследование геометрических параметров единичных лунок.

3.3. Исследование тепловых явлений при электроэрозионной обработке.

3.4. Исследование влияния режимов обработки на производительность и шероховатость.

3.5. Повышение стабильности процесса электроэрозионной обработки.

3.6. Расчет профилирующей части электрода-инструмента.

3.7. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ.

4.1. Оптимизация технологических процессов.

4.1.1. Необходимые условия для применения оптимизационных методов

4.1.2. Принципы построения математических моделей технологических процессов для задач оптимизации.

4.1.3. Стратегия оптимизационного исследования и методы решения задач оптимизации технологических объектов.

4.2. Оптимизация режимов ЭЭО на основе экономических критериев.

4.3. Оптимизация режимов ЭЭО при формообразовании стальных заготовок медными электродами.

4.4. Оптимизация электроэрозионной обработки с применением экспертных систем.

4.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ПОДХОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ.

5.1. Оценка фрактальности исследуемого процесса.

5.2. Оценка устойчивости электроэрозионной обработки на основе критериев нелинейной динамики.

5.3 Установление корреляционной зависимости между фрактальной размерностью сигнала АЭ, шероховатостью и структуры обработанной поверхности.

5.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 6. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ ПОДХОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА.

6.1. Применение методов искусственного интеллекта в системах управления технологическим процессом электроэрозионной обработки.

6.2. Структурно-энергетический подход к моделированию процесса ЭЭО

6.3. Адаптивное управление электроэрозионным станком на основе анализа устойчивости процесса обработки.

6.4. Результаты практической реализации научной работы.

6.5. Выводы по главе.

В диссертационной работе рассматривается актуальная для многономенклатурного машиностроительного производства научная и народнохозяйственная проблема повышения эффективности электроэрозионной обработки и качества обработанной поверхности на основе подходов искусственного интеллекта, сокращения трудовых, материальных и финансовых ресурсов для реализации качественной электроэрозионной обработки.

Актуальность темы. Интенсивное использование электроэрозионной обработки (ЭЭО) в настоящее время обусловлено современными тенденциями развития, характерными для отечественного машиностроения. Перед машиностроением остро стоит задача интенсификации производственных процессов изготовления продукции, при этом выпускаемая продукция должна удовлетворять самым высоким требованиям качества. Высокая гибкость и технологичность методов ЭЭО позволяет успешно решить эти задачи.

ЭЭО в реальных условиях представляет собой существенно нелинейный стохастический процесс, достаточно полная математическая модель которого отсутствует. Поэтому для выбора оптимальных режимов ЭЭО, обеспечивающих максимальную производительность и качество обработанных поверхностей при изменении площади, глубины и геометрии рабочей зоны, расхода рабочей жидкости и т.п. требуются обширные теоретические и экспериментальные исследования. Известно, что физико-химические процессы, протекающие при электроэрозионной обработке, очень сложны и главное очень скоротечны, в результате большинство из них могут быть описаны только качественно. Неустойчивость процесса ЭЭО снижает ее основные показатели (производительность обработки, шероховатость поверхности) и вызывает повышенный расход электрода-инструмента.

Широкое использование средств вычислительной техники в современном электроэрозионном оборудовании (станков с ЧПУ) позволяет управлять выходными параметрами процесса ЭЭО на основе фундаментальных подходов к устойчивости сложных систем. К числу фундаментальных подходов к исследованию устойчивости сложных систем следует отнести теорию синергетики (самоорганизации). Одним из важнейших направлений теории синергетики является нелинейная динамика. Важным достоинством нелинейной динамики является то, что она позволяет проводить количественную оценку устойчивости сложных систем в режиме реальном времени, их организованность в фазовом пространстве. Другим новым направлением в теории синергетики являются искусственные нейронные сети, которые в настоящее время составляют основу подходов искусственного интеллекта. Нейронные сети дают возможность не только определять оптимальные условия обработки, но и моделировать процесс ЭЭО при минимальном расходе материальных и временных затрат. В связи с этим, исследования взаимосвязи устойчивости процесса ЭЭО с выходными характеристиками процесса, прогнозирование и управление ими на основе нелинейной динамики и нейронносетевого моделирования является актуальной проблемой современного машиностроения.

Проведенные при выполнении диссертации исследования, соответствуют плану научных работ кафедры «Технология машиностроения» Комсомольско-го-на-Амуре государственного технического университета по направлению «Повышение эффективности процессов обработки в гибких автоматизированных системах машиностроительных предприятий Дальневосточного региона», федеральной программе «Научно-технические и социально-экономические проблемы развития Дальневосточного региона России».

Цель и задачи работы — повышение эффективности размерной электроэрозионной обработки, путем обеспечения устойчивости рабочих процессов и качества обрабатываемой поверхности на основе подходов искусственного интеллекта.

Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- исследовать механизм электрической эрозии и определить его основные характеристики, влияющие на эффективность ЭЭО, усовершенствовать методики оптимизации режима объемного электроэрозионного формообразования;

- экспериментально исследовать устойчивость процесса ЭЭО, выявить параметры, определяющие устойчивость этого процесса, предложить и апробировать критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО;

- разработать методы повышения эффективности ЭЭО, обеспечивающие целенаправленное формирование обработанной поверхности с заданными механическими свойствами;

- на основе подходов искусственного интеллекта разработать нейронно-сетевую модель процесса ЭЭО для систем адаптивного управления процессом ЭЭО, описывающую потерю устойчивости и возникновение режима хаотического состояния системы;

- на основе предложенных критериев устойчивости процесса ЭЭО разработать систему адаптивного управления технологическими параметрами обработки.

Методы исследования. При выполнении диссертационной работы использованы методы технологии машиностроения, фундаментальные положения физики твердого тела, электрохимии, гидродинамики, теории надежности, теории управления, теории искусственного интеллекта, теории самоорганизации, теории нелинейной динамики, теории искусственных нейронных сетей, а также промышленный опыт применения электроэрозионной обработки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлены закономерности, определяющие зависимость производительности и качества обработки при ЭЭО по параметрам единичного электроэрозионного разрушения и по коэффициенту сосредоточения. Показано, что распределение диаметров единичных лунок подчиняется подходам теории вероятности, вследствие чего при ЭЭО имеет место систематическая погрешность, связанная с самим процессом;

- предложены методики оптимизации режимов объемного электроэрознойного формообразования деталей из различных материалов на основе нейронносетевой интерполяции, позволяющие сократить объемы проводимых экспериментальных исследований и повысить точность расчетов;

- установлено, что производительность и качество обработанной поверхности при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью ЭЭО. В этой связи предложены и экспериментально подтверждены критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности — фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемой в процессе обработки. Степень потери устойчивости процесса ЭЭО определяется свойствами обрабатываемого материала и режимом обработки;

- показано что, характер зависимостей шероховатости Ra поверхностей обработанных электроэрозионным методом и фрактальной размерности шероховатости Do от параметров обработки самоподобны, т.е. между ними также существует корреляция, причем для всех исследуемых материалов. В этой связи, фрактальную размерность можно использовать в качестве диагностирующего признака при оценке шероховатости поверхностного слоя при ЭЭО;

- установлена корреляционная связь между фрактальной размерностью шероховатости поверхности обработанной электроэрозионным методом и фрактальной размерностью структуры этой же поверхности, а также между фрактальной размерностью сигнала АЭ как при регистрации сигнала с электрода-инструмента и электрода-заготовки. Показано, что фрактальная размерность шероховатости поверхности существенно зависит от свойств обрабатываемого материала. С увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, т.е. возрастает степень хаотичности процесса ЭЭО вне зависимости от марки обрабатываемого материала. Поэтому фрактальная размерность может являться также диагностирующим параметром динамики процесса ЭЭО;

- на основе предложенных критериев устойчивости ЭЭО и, в частности, фрактальной размерности, путем анализа ее в режиме реального времени, разработана система адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО. Показано, что адаптивная система управления процесса ЭЭО способствует повышению качества обработанной поверхности, а также уменьшения износа электрода-инструмента, и увеличения производительности и основана на определении оптимальных режимов работы оборудования, обеспечивающих повышение эффективности ЭЭО.

Обоснованность научных положений, рекомендаций и достоверность результатов исследований подтверждается: использованием хорошо известных в технологии машиностроения методов и методик планирования и проведения теоретических и экспериментальных исследований, применением современных методик физических измерений, сертифицированной измерительной аппаратуры, качественных средств анализа экспериментальных данных, современной вычислительной техники и программных средств для автоматизации эксперимента, согласованность теоретических результатов с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями; успешной реализацией разработанных рекомендаций и программных средств на машиностроительных предприятиях города и края, в частности на ОАО КнААПО им. Ю.А. Гагарина, Амурском судостроительном заводе, Комсомольском-на-Амуре ТЭЦ-2, ФГУП ПО «Вымпел» г. Амурск, ремонтном предприятии войсковой части № 44912, а также в учебном процессе Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета на кафедрах «Технология машиностроения», «Материаловедения и технологии новых материалов» и «Безопасности жизнедеятельности».

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработаны методики и алгоритмы, позволяющие определить оптимальные режимы обработки, обеспечивающие формирование обработанной поверхности с заданными механическими свойствами.

- разработан комплекс программ, для расчета оптимальных режимов ЭЭО для различных материалов, позволяющий по заданным значениям шероховатости, свойств обработанной поверхности, площади и глубины обработки, определить оптимальные параметры режима обработки.

- разработан алгоритм и программа его реализации, позволяющая моделировать динамику процесса электроэрозионной обработки методом реконструкции аттракторов по акустическим сигналам и профилограммам шероховатости обработанной поверхности с целью выявления корреляции между характером динамики процесса и качеством получаемой поверхности.

- предложенные рекомендации по оптимизации режимов обработки, расчета технологических параметров обработки и профилирующей части электрода-инструмента и управления процессом внедрены на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А. Гагарина», на ряде других предприятий города и края.

Реализация работы. Результаты научно-исследовательской работы «Исследование и отработка ТП изготовления электродов для ЭЭ перфорирования панели защитного устройства с использованием метода ЭЭ вырезки» внедрены на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А. Гагарина», в рамках выполнения хоздоговора. Результаты научно-исследовательской работы «Исследование влияния режимов ЭЭО на качество поверхностного слоя» внедрены на ФГУП производственном объединении «Вымпел» г. Амурск, общий экономический эффект составил 54500 рублей в ценах 2004 г. Результаты исследования влияния ЭЭО на качество поверхностного слоя внедрены на КТЭЦ-2 г. Комсомольск-на-Амуре, в результате внедрения достигли уменьшения износа электрода-инструмента в 1,43 раза и увеличение производительности труда в 1,78 раза по сравнению со стандартной производственной программой. Результаты научно-технической продукции по теме «Повышение эффективности и надежности процесса размерной ЭЭО в условиях автоматизированного производства на основе теории самоорганизации процессов» внедрены на ОАО «Амурский судостроительный завод» г. Комсомольск-на-Амуре, в результате внедрения достигается значительное сокращение времени на технологическую подготовку производства при разработке технологий с использованием электроэрозионной обработки.

Разработан, апробирован и внедрен пакет программ «Оптимизация технологических режимов электроэрозионного объемного копирования заготовок из стали «Расчет режимов ЭЭОК»», «Оптимизация режимов ЭЭО «Techno EDM»» на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение», ОАО «Амурском судостроительном заводе», на ряде других предприятий.

Результаты научных разработок используются в учебном процессе на кафедрах «МТНМ», «ТМ», «БЖД» ГОУ ВПО «КнАГТУ», при изучении дисциплин «Прогрессивные методы обработки», «Повышение надежности процессов механообработки в автоматизированном производстве», «Системы управления технологическим оборудованием», «Управление процессами и объектами в машиностроении».

Личный вклад автора. Теоретические и экспериментальные исследования, обобщенные в представленной работе, выполнены автором как самостоятельно, так и в соавторстве со своими учениками. При этом автору принадлежит: постановка проблемы в целом и постановка задач аналитических и экспериментальных исследований; научное руководство и непосредственное участие в экспериментах, весь комплекс экспериментов и теоретических данных, включая обработку результатов и их интерпретацию; написание большинства статей и выводов по ним, тезисов докладов, отчетов и описаний, а также разработка и верификация алгоритмов, используемых в зарегистрированных программных продуктах. Сформулирована функция цели при решении задачи оптимизации режимов ЭЭО и их апробации, а также их внедрении. При личном и непосредственном участии автора разработаны рекомендации и методики по разработке технологии и управления электроэрозионной обработкой.

Эксперименты проводились совместно с аспирантами, соискателями и магистрами Бобошко А.И., Плешаковым В.Ю., Соболевым А.Б., Захаровым Е.К., Бреевым С.В., Покотило М.А. научным руководителем которых являлся автор. Совместными являются научно-исследовательские результаты, связанные с выполнением бюджетных и договорных НИР, проводимых на ОАО «Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение им. Ю.А. Гагарина» и на ряде других предприятий, где автор также являлся научным руководителем.

На защиту выносятся:

- приведенные результаты теоретических и экспериментальных исследований ЭЭО, как в производственных, так и в лабораторных условиях, с использованием различных материалов электрода-инструмента и электрода-заготовки, методические рекомендации по выбору параметров ЭЭО для сохранения производительности и качества обработки в соответствии с заданными условиями. Установленные основные закономерности между входными и выходными параметрами ЭЭО на заданных режимах обработки;

- разработанные методики расчета оптимальных режимов объемного электроэрозионного формообразования отверстий в заготовках на различных обрабатываемых материалах деталей летательных аппаратов, основанные на эффективности процесса ЭЭО;

- положение о том, что производительность и качество обработки при ЭЭО в значительной степени определяется устойчивостью самого процесса обработки, предложенные новые критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности;

- исследованные и экспериментально подтвержденные критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности — фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов АЭ, регистрируемые в процессе обработки;

- установленная корреляция между фрактальной размерностью сигнала

АЭ, регистрируемого в процессе обработки, как с электрода-инструмента, так и У с электрода-заготовки, и фрактальной размерностью шероховатости обработанной поверхности;

- методика оценки устойчивости и выходных параметров процесса ЭЭО, на основе критериев устойчивости процесса ЭЭО по сигналам акустической эмиссии, регистрируемых в процессе обработки;

- интеллектуальный подход, позволяющий корректировать работу генератора электроэрозионного станка с ЧПУ, обеспечивающего устойчивость процесса обработки.

Апробация диссертации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, республиканских и межрегиональных научно-технических конференциях, форумах и семинарах: международной научно-технической конференции «Современные материалы и технологии» (г. Пенза, 2001 г.), Международной научно-практической конференции «Исследования и перспективные разработки» (г. Москва, 2002 г.), Международной научной конференции «Нелинейная динамика и прикладная синергетика» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2003 г.), дальневосточном инновационном форуме «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» (г. Хабаровск, 2003 г.), Международной научно-практической конференции «Электрофизические и электрохимические методы обработки» (г. Санкт-Петербург, 2003 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и пути решения инвестиционной и инновационной политики на предприятиях Хабаровского края» (г. Комсомольск-на-Амуре, 2004 г.), региональной научно-технической конференции «Современная электротехнология в промышленности центра России. СЭТ-2006» (г. Тула, 2006 г.), Международной конференции «Авиация и космонавтика - 2006» (г. Москва, 2006 г.), II Международной научно-технической конференции «Автоматизация машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (г. Вологда, 2006 г.), V Всероссийской научно-технической конференции «Современные методы и средства обработки пространственно-временных сигналов» (г. Пенза, 2007 г.), Международной научно-технической конференции «Современная электротехнология в машиностроении» (г. Тула, 2007 г.), III Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (г.Пенза, 2007 г.), IX Международной научно-практической конференции «Новые химические технологии. Производство и применение» (г. Пенза, 2007 г.), IV Международной конференции «Методы и средства управления технологическими процессами» (г. Саранск, 2007 г.) Основные результаты работы докладывались также на расширенных заседаниях кафедры «Технология машиностроения» КнАГТУ (1999 - 2007 гг.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 85 публикациях, в том числе статьях в центральных журналах, авторских свидетельствах, учебных пособиях и методических указаниях, трудах университетов и институтов, форумах, семинаров и конференций. Результаты работы докладывались на 9 международных научно-практических и научно-технических конференциях, а также всероссийских, региональных, краевых и вузовских семинарах и конференциях. По результатам научно-исследовательской работы опубликована одна монография. 16 статей опубликовано в изданиях рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов докторских диссертаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, заключения, библиографического списка использованной литературы из 246 наименований и приложений, содержащих документы о внедрении результатов работ и программные продукты. Объем диссертации составляет 360 страниц (включая 53 страницы приложений), 48 рисунков, 16 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Повышение эффективности и качества ЭЭО должно основываться на новых подходах анализа экспериментальных исследований и управления процессами ЭЭО. Широкое использование средств вычислительной техники в современном электроэрозионном оборудовании позволяет управлять выходными параметрами процесса ЭЭО на основе фундаментальных подходов к устойчивости сложных систем. К числу таких систем относится ЭЭО.

1. Научно обоснована и решена комплексная научно-техническая проблема повышения эффективности ЭЭО и качества обработанной поверхности на основе подходов нелинейной динамики и искусственных нейронных сетей, позволившая выявить наличие и характер взаимосвязей критериев нелинейной динамики с выходными параметрами качества и эффективности ЭЭО; на основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана методология создания системы адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО в режиме реального времени.

2. Установлены закономерности, определяющие зависимость производительности и качества обработки при ЭЭО по параметрам единичного электроэрозионного разрушения и по коэффициенту сосредоточения. Показано, что распределение диаметров единичных лунок подчиняется подходам теории вероятности, вследствие чего при ЭЭО имеет место систематическая погрешность, связанная с самим процессом.

3. Предложены методики оптимизации режимов объемного электроэрозионного формообразования деталей из различных материалов на основе нейронносетевой интерполяции, позволяющие сократить объемы проводимых экспериментальных исследований и повысить точность расчетов.

4. Установлено, что производительность и качество обработанной поверхности при ЭЭО в значительной степени определяются устойчивостью ЭЭО. В этой связи предложены и экспериментально подтверждены критерии оценки устойчивости процесса ЭЭО, определяющие его производительность и качество поверхности — фрактальная размерность, информационная энтропия и показатели Ляпунова сигналов акустической эмиссии (АЭ), регистрируемой в процессе обработки. Степень потери устойчивости процесса ЭЭО определяется свойствами обрабатываемого материала и режимом обработки.

5. Установлен характер зависимостей шероховатости Ra поверхностей обработанных электроэрозионным методом и фрактальной размерности шероховатости Do от параметров обработки, они самоподобны, т.е. между ними также существует корреляция, причем для всех исследуемых материалов, следовательно, фрактальную размерность можно использовать в качестве диагностирующего признака при оценке шероховатости поверхностного слоя при ЭЭО.

6. Определена корреляционная связь между фрактальной размерностью шероховатости поверхности обработанной электроэрозионным методом и фрактальной размерностью структуры этой же поверхности, а также между фрактальной размерностью сигнала АЭ как при регистрации сигнала с электрода-инструмента и электрода-заготовки. Показано, что фрактальная размерность шероховатости поверхности существенно зависит от свойств обрабатываемого материала. С увеличением шероховатости возрастает и значение фрактальной размерности, т.е. возрастает степень хаотичности процесса ЭЭО вне зависимости от марки обрабатываемого материала. Поэтому фрактальная размерность может являться также диагностирующим параметром динамики процесса ЭЭО.

7. Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что алгоритмы нелинейной динамики и нейронные сети являются информационной средой при моделировании динамики процессов ЭЭО. Предложены принципы позволяющие оптимизировать режимы обработки, обеспечивающие повышение эффективности и устойчивости процесса. Теоретически обосновано и подтверждено в ходе экспериментов, что задача оценки состояния процесса ЭЭО и качества обработанных поверхностей может быть реализована искусственными нейронными сетями.

8. Проведенные теоретические и практические исследования показали, что высокой результативностью для осуществления контроля устойчивости процесса ЭЭО, обладает метод реконструкции аттрактора по сигналам ВАЭ и оценки его фрактальной размерности. Данный метод позволяет определить устойчивость таких нестационарных динамических систем, как процесс ЭЭО.

9. На основе предложенных критериев устойчивости ЭЭО и, в частности, фрактальной размерности сигналов АЭ, путем анализа ее в реальном режиме времени, разработана система адаптивного управления технологическими параметрами процесса ЭЭО. Установлено, что адаптивная система управления процесса ЭЭО способствует повышению качества обработанной поверхности, а также уменьшения износа электрода-инструмента и увеличения производительности основана на определении оптимальных режимов работы оборудования, обеспечивающих повышение устойчивости ЭЭО.

10. Разработан комплекс программ, для расчета оптимальных режимов ЭЭО, практическая реализация аппаратно-программного комплекса, разработанного с учетом проведенных исследований, обеспечила оптимизацию работы современного электроэрозионного оборудования наряде предприятий Хабаровского края.

11. Результаты научных разработок используются в учебном процессе ГОУ ВПО «КнАГТУ» при изучении дисциплин «Прогрессивные методы обработки», «Методы обработки поверхностей», «Повышение надежности процессов механообработки в автоматизированном производстве», «Системы управления технологическим оборудованием», «Управление процессами и объектами в машиностроении». Издано 4 учебных пособия (два из них с грифом ДВ РУМЦ), 5 учебно-методических указания для выполнения лабораторных и практических работ.

1. Автоматизированные электроэрозионные станки / В.Ф. Иоффе, М.И. Коренблюм, А.А. Шавырин.- Л.: Машиностроение, 1984. 227 С.

2. Акчурин И.А. Единство естественнонаучного знания. М.: Прогресс, 1970. —164 с.

3. Амитан Г.Л. и др. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Под ред. В.А. Волосатова. Л.: Машиностроение, 1988.- 719 с.

4. Анищенко B.C. Аттракторы динамических систем // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1997. т. 5. № 1.-е. 109—127.

5. Анищенко B.C. Сложные колебания в простых системах: Механизмы возникновения, структура и свойства динамического хаоса в радиофизических системах. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. Лит. 1990. - 196 с.

6. Артамонов Б. А., Волков Ю. С. Анализ моделей процессов электрохимической и электроэрозионной обработки. Ч. II. Модели процессов электроэрозионной обработки. Проволочная вырезка. М.: ВНИИПИ, 1991. 144 с.

7. Артамонов Б.А. и др. Размерная электрическая обработка металлов / Под ред. А.В. Глазкова. М.: Высшая школа, 1978.- 336 с.

8. Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дражалова В.И. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов // Обработка материалов с использованием высококонцентрированных источников энергии / Под общей ред. В.П. Смоленцева М., 1983. 273 с.

9. Баронец П. Н. Тепловая волна в искровом разряде // Электронная обработка материалов. 1994. - № 3. - с. 15 - 17.

10. Биленко С.В. Повышение эффективности высокоскоростной механической обработки на основе подходов нелинейной динамики и нейроносетевого моделирования. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Комсомольск.: КнАГТУ. — 2006. 45 с.

11. Бирюков Б.Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. М.: Машиностроение. 1981. - 128 с.

12. Боков В. М. Технологические особенности формообразования электрической дугой рабочих поверхностей пуансонов сложного профиля // Электронная обработка материалов. 1997. - № 3 - 4. - с. 14 - 17.

13. Бржозовский Б.М. Обеспечение инвариантности сложных технологических систем в реальном режиме времени / Сб. Труды VI Международной научно-технической конференции. Ростов-на-Дону, 2001, т.1. с. 12—15.

14. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Динамический мониторинг и оптимизация процессов механической обработки // СТИН. — 2002. № 1. - с. 3 - 8.

15. Бутенин Н.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев Н.А., Введение в теорию нелинейных колебаний, М., Наука, 1976. 385с.

16. Бурков А.А. Управление технологическими системами на основе динамических и нейронно-сетевых моделей процесса резания. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Комсомольск.: КнАГТУ. 2000. - 47 с.

17. Бутковский А.Г. Методы управления системами с распределенными параметрами. М.: Наука, 1975. 568 с.

18. Вероман В.Ю. Высокочастотная электроэрозионная обработка металлов и твердых сплавов. Л.: ЛДНТП. 1968. — 68 с.

19. Верхотуров А.Д., Рогозинская А.А., Тимофеева И.И. Формирование упрочненного слоя при электроискровом легировании сталей и титановых сплавов. Киев: О-во «Знание» УССР, 1979. — 28 с.

20. Верхотуров А.Д., Исаева Л.П., Тимофеева И.И. Возможности поверхностной карбидизации тугоплавких металлов при электроискровом легировании // Порошк. металлургия, 1980. №6. — С. 42-47.

21. Верхотуров А.Д. Формирование поверхностного слоя металлов при электроискровом легировании. Владивосток: Изд-во Дальнаука 1995. — 324 с.

22. Верхотуров А.Д. Физико-химические основы эрозии материалов при электроискровом легировании / Институт машиноведения и металлургии. Владивосток: ДВО АН СССР. 1991. - 67 с.

23. Воздействие концентрированных потоков энергии на материалы.: Сб. науч. тр. под. ред. Рыкалина Н.Н. М.: Наука, 1985. - 256 с.

24. Встовский Г.В. Фрактальная параметризация металлов и сплавов: Авто-реф. Дис.д.ф-м.н. М.: НИФХИ, 2001. 59 с.

25. Геворкян Г.Г. Исследование влияние эвакуации продуктов эрозии на точность электроимпульсной обработки. Дисс. канд. техн. наук. М.: 1971. - 198 с.

26. Генератор ШГМ-40-440М для электроэрозионных копировально-прошивочных станков: Технологическая инструкция / Кравец АЛ, Титов А.И., Синяговский А.Ф., Донченко Н.А., Арнольди Н.М., Вилистер В.П.-М.: ЭНИМС, 1985,- 35 с.

27. Гилл Ф., Моррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М.: Мир, 1985. -509 с.

28. Геворкян Г.Г. Некоторые закономерности удаления металла электрической эрозией // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Вып. 2.-М.: НИИМАШ, 1970. с. 1-5.

29. Герман О.В. Введение в теорию экспертных систем и обработку знаний, Мн.: ДизайнПРО, 1995.-255 с.

30. Глухих В.К. Особенности устойчивости процесса электроэрозионной обработки металлов// Металлообработка. 2001. - №5. -с.6-7.

31. Горелов В.А., Кузнецов А.П. Якимович Б.А. Алгоритм выбора материалов электродов-инструментов // Ученые ИжГТУ производству. Тез. докл. научно-технической конф. — Ижевск, 1996.- с. 37.

32. Горбаченко И.В. Нейрокомпьютеры в решении краевых задач поля. М.: Радиотехника, 2003. - 336 с. (Научная серия «Нейрокомпьютеры и их применение»).

33. Городецкий Ю.И. Моделирование нелинейных явлений при резании металлов и компьютерные технологии. Труды IV Международного конгресса «Конструкторско-технологическая информатика 2000», Москва, 3 — 6 октября 2000г. с. 151-153.

34. Григорьев С.Н. Направления развития отечественного станкостроения. // «Комплект: ИТО». 2003. № 05, с. 3-5.

35. ГОСТ 25331-82. Обработка электроэрозионная. М: Изд-во стандартов, 1982.-11 с.

36. Данилов-Данильян В.И., Рыбкин А.А. Моделирование: системно-методологический аспект // Системные исследования. Методологические проблемы. М., 1982. с. 182-209.

37. Дилигенский Н.В., Дымова Л.Г., Севастьянов П.В. Нечеткое моделирование и многокритериальная оптимизация производственных систем в условиях неопределенности: технология, экономика, экология. М.: «Издательство Машиностроение», 2004. 397 с.

38. Дилигенский Н.В. Анализ и структуризация фундаментальных свойств, характеристик и проблем управления сложными системами // Известия СНЦРАН. 2000. №2. - с. 72-81.

39. Дворецкий С.И., Егоров А.Ф., Дворецкий Д.С. Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. 224 с.

40. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос. Новые носители информации для систем связи. М.: Изд-во физ. мат. лит-ры. — 2002. — 252 с.

41. Елисеев Ю. С., Трошин А. Н. Техника и технология электроэрозионной обработки отверстий малого диаметра в деталях ГТД // Полет. 2000.- № 12 .- с. 36-44.

42. Елисеев Ю. С., Трошин А. Н. Электроэрозионная обработка отверстий малого диаметра// Авиационная промышленность. 2001.- № 1. - с. 15 - 19.

43. Зайцев А.Н. Математическое моделирование и оптимизация интегрированной технологии электрофизической и электрохимической обработки в САПР ТП. Автореф. дисс. Докт. Техн. Наук. Воронеж: ВГТУ. -1993.-40 с.

44. Зингерман А.С. Электрическая обработка металлов. Л.: Маш. из. -1958. 26 с.

45. Зингерман А.С. механизм выброса металла при электроимпульсной обработке // Технология и оборудование для электроимпульсной обработки металлов. М.:ЭНИМС, 1963. - Вып.У. - с. 30-46.

46. Зингерман А.С. О природе сил выбрасывающих металл при электрической эрозии / Электрические контакты. М.: Энергия. 1964. - с. 75 - 87.

47. Злыгостев А. М., Кузьмин В. Ф., Бобошко А. И., «Электроэрозионная обработка тонких титановых панелей» // Станки и инструменты. 2001. -№6.-с. 37-38.

48. Злыгостев A.M., Чернов А.И. Отработка режимов электроэрозионного перфорирования листовых деталей из титанового сплава // Электрофизические и электрохимические методы обработки. — М.: НИИМАШ. — 1982. -№4.-с. 14-15.

49. Злыгостев A.M., Бобошко А.И., Сарилов М.Ю. К вопросу стабилизации процесса размерной электроэрозионной обработки // Металлообработка. — 2005. -№1. -с.17-18.

50. Злыгостев A.M., Сарилов М.Ю., Бобошко А.И. Оптимизация режимов ЭЭО быстрорежущей стали // Станки и инструменты. 2004. - №10.- с. 33-35.

51. Злыгостев A.M., Сарилов М.Ю., Бобошко А.И. Исследование геометрии рабочего профиля электрода для электроэрозионного перфорирования. // Металлургия машиностроения. 2003. - №3. - с. 17-20.

52. Злыгостев A.M., Сарилов М.Ю., Бобошко А.И. Исследование режимов электроимпульсной обработки стали Р6М5 методом планирования многофакторных экспериментов // Металлообработка. 2004. - №3. - с. 10-12.

53. Золотых Б. И. 50 лет электроэрозионной обработке материалов: пройденный путь и перспективы дальнейшего прогресса // Электронная обработка материалов. 1994.- № 1. с. 4 - 7.

54. Золотых Б.Н. Основные вопросы теории электрической эрозии в импульсном разряде в жидкой диэлектрической среде: Автореф. . .д-ра техн. наук. -М.: МИЭМ, 1968.-30 с.

55. Золотых Б.Н. Возможности использования ЭВМ для автоматизации технологических процессов изготовления сложно-профильных деталей на электроэрозионных станках // Электронная обработка материалов.- 1978.- № 2. С.14-18.

56. Золотых Б.Н., Гиоев К.Х., Тарасов Е.А. О механизме электрической эрозии металлов в жидкой диэлектрической среде // Проблемы электрической обработки материалов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 58-64.

57. Золотых Б. Н., Золотых В. Б. Расчет режимов ЭЭО с величиной шероховатости Ra менее 0,2 мкм // Электронная обработка материалов. 1984.- №3. -с. 17-21.

58. Золотых Б. Н., Любченко Б. М. Инженерная методика расчета технологических параметров ЭЭО. М.: Машиностроение, 1981. 24 с.

59. Золотых Б. Н., Мельдер Р. Р. Физические основы ЭЭО. М.: Машиностроение, 1977.- 43 с.

60. Золотых Б. Н., Постаногов В. X., Батьков А. А. Электроэрозионная обработка основа создания уникальных деталей летательных аппаратов // Электронная обработка материалов. 2000. - № 5. - с. 4 - 7.

61. Золотых Б.Н. Физические основы электроискровой обработки металлов. -М.: Гостехиздат, 1953.-203 с.

62. Ивахненко А.Г. Долгосрочное прогнозирование и управление сложными системами. Киев: Техника, 1975. 312 с.

63. Иванова B.C. Синергетика: Прочность и разрушение металлических материалов. М.: Наука, 1992. 160 с.

64. Иванова B.C., Закриничная М.М., Кузеев И.Р. Синергетика и фракталы. Универсальность механического поведения материалов. Уфа: УГНТУ, 1998. 144 с.

65. Иванова B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении / Иванова B.C., Баланкин А.С., Бунин И.Ж., Оксогоев А.А. М.: Наука, 1994. - 383 с.

66. Иванова B.C. От дислокаций до фракталов. / Сб. ФИПС. М.: Сборник тезисов докладов. 1999. с. 15-17.

67. ИсикаваК. Японские методы управления качеством / Перевод с англ. М.: Экономика, 1988. - 170 с.

68. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Сердцев Н.А. Управление динамическими свойствами технологических систем на основе нейросетевых моделей // Вестник машиностроения, 2002, №7, С. 38 — 41.

69. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Серый С.В. Использование методов нелинейной динамики при управлении станком с ЧПУ // Вестник машиностроения, 2003, № 3, С. 38-41.

70. Кабалдин Ю.Г., Биленко С.В., Серый С.В. Исследование детерминированного хаоса в динамике процессов механообработки // Вестник машиностроения, 2003, №1, С. 50 56.

71. Кабалдин Ю.Г., Серый С.В. Фрактальный подход к анализу хаотической динамики в технологических режимах обработки резанием // Вестник машиностроения 2002. - №8. - с. 35-39.

72. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Шпилев A.M., Бурков А.А. Математическое моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием. Владивосток, Дальнаука, 2000. 195 с.

73. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Бурков А.А. Синергетический подход к анализу динамических процессов в металлорежущих станках // СТИН, 2003, №1 и №2. с. 3-6.

74. Кабалдин Ю.Г., Шпилев А.М. Синергетический подход к процессам механообработки в автоматизированном производстве. // Вестник машиностроения. 1996. - № 8. - с. 13-19.

75. Кабалдин Ю.Г. Шпилев A.M. Самоорганизующиеся процессы в технологических системах. Диагностика, управление. Владивосток, Дальнаука, 1998.-296 с.

76. Кабалдин Ю.Г., Соловьев В.А., Дерюжкова Н.Е., Биленко С.В. Управление технологическим оборудованием на основе искусственного интеллекта // Вестник машиностроения, 2001, №11, с. 52 57.

77. Кабалдин Ю.Г., Сарилов М.Ю., Биленко С.В. Повышение устойчивости процесса электроэрозионной обработки и качества обработанных поверхностей на основе подходов искусственного интеллекта. Комсомольск-на-Амуре.: КнАГТУ 2007. - 191 с.

78. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы. М.: Мир, 1982. 266 с.

79. Карнап Р. Философские основания физики. М.: Прогресс, 1971. 390 с.

80. Комарцова Л.Г., Максимов А.В. Нейрокомпьютеры: Учебное пособие для ВУЗов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 320 с.

81. Коваленко B.C. Технология и оборудование электрофизических и электрохимических методов обработки материалов. — К.: Высшая школа, 1983. — 176 с.

82. Коренблюм М.В. Чистовая электроэрозионная обработка с малым износом инструмента // Станки и инструмент.- 1980.- № 6.- с. 31-33.

83. Коренблюм М.В. Расчет параметров импульсов при электроэрозионной обработке // Станки и инструмент. 1975. - №6. - с. 32-33.

84. Коренблюм М.В. О связи величины шероховатости поверхности с длительность и амплитудой импульсов разрядного тока при электроэрозионной обработке // Физика и химия обработки материалов. -1972. №4. - с. 135-138.

85. Кохановская Т.С. К вопросу о линейном сервоприводе // ИТО 2000. №3. -с. 42-43.

86. Красюк В.А. О физических процессах, лежащих в основе электрических методов обработки // Электрические методы обработки. — М.: Маш. Из. 1951.- 155 с.

87. Красовский Г.И. Планирование эксперимента. Минск: Изд-во БРУ, 1982. -302 с.

88. Кравец А. Т. Работы по созданию автоматизированного производства штампов и пресс-форм // Электронная обработка материалов. 1994.- № 1. -с. 19-22.

89. Кравец А.Т., Лобастов В.В. Опыт создания специализированных участков электрообработки в электротехнической промышленности. Л.: ЛДНТП, 1985.- 126 с.

90. Кузнецов А.П. , Якимович Б. А. Исследования влияния шероховатости поверхности электродов инструментов на эффективность изготовления пресс-форм//Машиностроитель.- 1995.-№6.-с. 12-15.

91. Кузнецов А.П., Якимович Е.А. Технология изготовления на станках с ЧПУ электродов-инструментов для электроэрозионных копировально-прошивочных станков // Техника машиностроения. 1995,- №4. — с. 26-29.

92. Кузнецов А.П., Якимович Б.А. Оптимизация 1111 изготовления пресс-форм // Ученые ИжГТУ производству. Тез. докл. научно-технической конф. — Ижевск, 1996. с. 35.

93. Кузнецов А.П. Исследование влияния шероховатости электродов- инструментов на эффективность ЭЭО // Машиностроитель. -1995. -№12. с. 15-19.

94. Кузнецов А.П. Исследование и выбор рациональной шероховатости электродов-инструментов электроэрозионной обработки в автоматизированном производстве. Автореф. канд. техн. наук. Ижевск.: ИжГТУ. 1996. - 30 с.

95. Кутин А.А. Создание конкурентоспособных станков на основе взаимосвязей конструкторско-технологических и экономических решений. Дисс. д.т.н., Москва, 1997. 35с.

96. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М: Наука, 1986. - 272с.

97. Лазаренко Б.Р. и Лазаренко Н.И. Физика искрового способа обработки металлов. М.: ЦБТИ, 1956.- 237 с.

98. Лазаренко Б.Р. и Лазаренко Н.И. Электроискровая обработка токопрово-дящих материалов. М.: АН СССР, 1958.- 300 с.

99. Лазаренко Б. Р., Лазаренко Н. И. Электрическая эрозия металлов. М Л.: Государственное энергетическое издательство. 1944.- 28 с.

100. Лазаренко Б.Р. Состояние развития электроискровой обработки металлов за рубежом / Электроискровая обработка металлов. М.: Изд-во АН СССР. -1957.-с. 176-225.

101. Лэдсон Л.С. Оптимизация больших систем. М.: Наука, 1975. 431 с.

102. Левит М.Л. Расчет оптимального значения рабочего тока при электроэрозионной обработке // Станки и инструмент. 1977. № 10. - с. 23-25.

103. Левит М.Л. Роль теплообмена при электроэрозионном прошивании сквозных отверстий // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Вып. 6.-М.: НИИМАШ, 1970. с. 3-6.

104. Левит М.Л. Исследование влияния теплового режима в МЭП на производительность электроэрозионных станков. Автореф. канд. техн. наук. М.: ЭНИМС.- 1980.-33 с.

105. Лившиц А.Л. Электроэрозионная обработка металлов. М.: Маш. из. 1957.- 208 с.

106. ПЗ.Лифшиц А.Л., Полотский В.Е., Геворкян Г.Г. О физическом механизме действия главной внутренней обратной связи процесса ЭЭО // Электрофизические и электрохимические методы обработки. М.: НИИМАШ, вып. 3, 1969.-с. 1-9.

107. Лифшиц А.Л. Физические процессы при электроэрозионной обработке металлов. М.: ЭНИМС, 1967. - 48 с.

108. Лифшиц А.Л., Кохановская Т.С. Характеристики межэлектродных зазоров // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Вып. 5. — М.: НИИМАШ, 1971.-С. 1-5.

109. Лифшиц А.Л., Волков Ю.С., Кулагин С.Г. Некоторые вопросы теории процессов при электроэрозионной обработке // Электрофизические и электрохимические методы обработки. — М.: НИИМАШ, 1968. С. 1-6.

110. Маталин А. А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машиностроение, 1966.- 252 с.

111. Макаров А.Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976. - 278 с.

112. Малинецкий Г. Г., Потапов А. Б. Современные проблемы нелинейной динамики. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 336 с.

113. Марчук И.А., Никифоров С.В. О тепловом воздействии разряда при электроэрозионной обработке // Электронная обработка материалов. — 1987. -№1. с. 8-13.

114. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. — 1987. - 304 с.

115. Мицкевич М.К. и др. Электроэрозионная обработка металлов / Под ред. И.Г. Некрашевича.- Минск: Наука и техника, 1988. 216 с.

116. Мицкевич М. К. Использование электроэрозионной обработки в инструментальном производстве // Электронная обработка материалов.- 1993.- № 6. с. 8 - 12.

117. Мицкевич М. К. Применение принципа «технологической пары» при изготовлении сопрягаемых деталей разделительных штампов // Электронная обработка материалов. 1994. - № 1. - с. 26 - 29.

118. Мицкевич М. К., Бушик А. И., Демидович А. А. Модель процесса электроэрозионной обработки с орбитально движущимся электродом // Электронная обработка материалов. 1994. - № 2. - с. 7 - 9.

119. Мицкевич М. К., Малышкин В. К. Один из путей развития технологии формообразования рабочих частей разделительных штампов методомэлектроэрозионного прошивания // Электронная обработка материалов. -1993.- № 3. с. 3 - 7.

120. Мун Ф. Хаотические колебания. М.: Мир. - 1990. - 472 с.

121. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. 207 с.

122. Намитоков К. К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия. 1978. - 456 с.

123. Намитоков К.К. Применение лазеров и плазмы для размерной обработки материалов. М.: ВНИИЭМ. 1968. - 48 с.

124. Немилов Е. Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов. -1989.- 164 с.

125. Неймарк Ю.И. Метод точечных отображений в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1972. - 472 с.

126. Неймарк Ю.И., Ланда Л.С. Стохастические и хаотические колебания, 1987. 424 с.

127. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир, 1975. 262 с.

128. Носуленко В. П., Боков В. М., Лебедев Ю. В. Перспективы и области рационального применения размерной обработки материалов электрической дугой // Электронная обработка материалов. 1993. - № 6. - с. 16-18.

129. Носуленко В. П., Мещеряков Г. Н. Размерная обработка материалов электрической дугой // Электронная обработка материалов. 1981.- № 1,- с. 19-23.

130. Нуждов В.М. Исследование процесса и разработка двухканальной системы автоматического регулирования. Авторефер. дисс. канд. техн. наук. Челябинск.: ЮУрГУ. 1992. - 22 с.

131. Орлов А.Б. Функциональный синтез и эволюция автоиатизированных электротехнологических станочных систем. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Тула: ТулГУ. 2000. - 40 с.

132. Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках. / А. И. Гиль-ман, JI.A. Брахман, Д.Н. Батищев и JI.K. Митяев. — М.: Наука, 1975. 162 с.

133. Отто М.Ш., Белицкий В.Р. Режимы электроэрозионного объемного копирования. Руководство технолога. -М.: ЭНИМС, 1989. — 92 с.

134. Палатник Л.С. Превращение в поверхностном слое металла под действием электрических разрядов. М.: Изд-во АН СССР. 1951. - №4. - с. 467 - 471.

135. Петренко А. Н., Безнощенко В. К., Иосифов В. В. Электроэрозионная обработка сопряженных деталей на ПО «Форметалл» // Электронная обработка материалов. 1994.- № 3. - с. 5 - 8.

136. Пешель М. Моделирование сигналов и систем. М.: Мир. 1981. - 300 с.

137. Плошкин В. В. Моделирование тепловых процессов при электроэрозионной обработке стали // Станки и инструменты. 2003. - №2. - с. 27-32.

138. Полянин В. И., Алтынбаев А. К. Применение электроэрозионной обработки в авиационном двигателестроении // Электронная обработка материалов. 1993. - №6.- с. 18—21.

139. Попилов Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. Справочник. М.: Машиностроение. 1982. - 400 с.

140. Подураев В.Н., Камалов B.C. Физико-химические методы обработки. М.: Машиностроение. 1973. - 346 с.

141. Полуянов B.C. Исследование вопросов оптимизации управления электроэрозионных станков. Автореф. канд. техн. наук.

142. Потемкин B.C., Потемкин В.Г. Нейронные сети. MATLAB 6. М.: Диалог-МИФИ, 2002. - 489 с.

143. Проектирование технологических комплексов высокоэффективной обработки изделий на основе многофакторной оптимизации / П.И. Ящерицын, В.И. Аверченков, М.Л. Хейфец, С.В. Кухта // Доклады АН Белоруси, 1997. т.41, №3. с. 112-118.

144. Пригожин И.Р., Гленсдорф JI. Термодинамическая теория структур, устойчивости и флуктации. М.: Мир. 1973. — 280с.

145. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса.— М.: Мир, 1986. 430 с.

146. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983. 384 с.

147. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / под ред. К.М.Великанов.- 2-е изд., перераб. и доп. JL: Машиностроение, 1990. - 448 с.

148. Ратцев В.Р. Разработка и исследование электромеханических систем автоматического управления процессом обработки на электроэрозионных ко-пировально-прошивочных станках. Автореф. канд. техн. наук.

149. Рабочая жидкость для электроэрозионных станков. Технологические рекомендации. М.: ЭНИМС, 1985. 44 с.

150. Размерная электрическая обработка металлов / Б. А. Артамонов, A. JL Вищницкий, Ю. С. Волков, А. В. Глазков. Под ред. А. В. Глазкова. М.: Высшая школа. 1978. 336 с.

151. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: В 2 кн. М.: Мир, 1986. 667 с.

152. Резников А.Н., Резников JI.A. Тепловые процессы в технологических системах: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1990. - 288

153. Сарилов М.Ю., Злыгостев A.M., Бобошко А.И. Регулятор тока для электроэрозионного станка // Станки и инструменты. 2004. - №9. - с. 39-40.

154. Сарилов М.Ю., Злыгостев A.M., Бобошко А.И. Исследование свойств тонколистовых панелей из титанового сплава, подвергнутых электроэрозионной обработке// Станки и инструменты. 2004. - №11. - с. 36-39.

155. Сарилов М.Ю. , Злыгостев A.M., Бобошко А.И. Электроэрозионная обработка материалов / Учебное пособие. Комсомольск-на-Амуре: Комсомоль-ский-на-Амуре гос. техн. университет, 2003 . 87 с. (гриф ДВ РУМЦ)

156. Сарилов М.Ю., Плешаков В.Ю. Исследование и оптимизация технологических режимов объемного электроэрозионного формообразования медным электродом. // Металлообработка. 2005. - №2. - с. 10-14.

157. Сарилов М.Ю., Плешаков В.Ю. Оптимизация технологических режимов объемного электроэрозионного формообразования полостей в заготовках из стали 30ХГСА медным электродом // Металлообработка. 2005. - №3. -с. 29-31.

158. Сарилов М.Ю., Соболев А.Б. Оптимизация энергетических параметров электроимпульсной обработки с применением теории экспертных систем // Металлообработка. 2005. - № 4. - с. 14-18.

159. Сарилов М.Ю., Захаров Е.К. Исследование технологических параметров электроискровой обработки стальных и титановых // Металлообработка. -2005.-№5.-с.10-13.

160. Сарилов М.Ю., Бреев С.В. Исследование технологических процессов и износа медного электрода-инструмента при электроимпульсной обработке титанового сплава ОТ-4 // Металлообработка. — 2006. №5-6. — с. 15-19.

161. Сарилов М.Ю. Применение методов искусственного интеллекта в системах управления // Материалы IV международной конференции. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - с. 185-191.

162. Сарилов М.Ю. Технология и управление размерной электроэрозионной обработкой. Учебное пособие г. Комсомольск—на-Амуре: " Комсомольский—на-Амуре гос. техн. университет", 2007. — 75 с. (гриф ДВ РУМЦ)

163. Саушкин Б. П., Сычков Г. А. Исследование и разработка процесса электрохимического удаления дефектного слоя лопаток ГТД // Сб. трудов

164. МНТК «Электрохимия, гальванотехника и обработка поверхности». М. 2001.-с. 200.

165. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. ВНТИЦ № 2006613824 Программа «Оптимизация режимов ЭЭО «Techno EDM»». Авторы: Сарилов М.Ю., Соболев А.Б. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2006 г.

166. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. ВНТИЦ № 2006613985 Программа «Оптимизация параметров электроимпульсной обработки». Авторы: Сарилов М.Ю., Захаров Е.К. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2006 г.

167. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. ВНТИЦ № 2007613773 Программа «Определение коэффициента корреляции при ЭЭО KoKTDA». Авторы: Сарилов М.Ю., Бурдасов Е.Н. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2007 г.

168. Сибиряков Д.В., Якимович Б.А. Модуль оптимизации в САПР высоких технологий // Ученые ИжГТУ производству. Тез. докл. научно-технической конф. — Ижевск, 1996. с. 28.

169. Синергетические аспекты физико-химических методов обработки / А.И. Гордиенко, М.Л. Хейфец, Б.П. Чемисов и др. Мн.: ФТИ, Полоцк: ПТУ, 2000. -172 с.

170. Синергетика и фракталы в материаловедении / B.C. Иванова, А.С. Балан-кин, И.Ж. Бунин, А.А. Оксогоев. М.: Наука, 1994. 383 с.

171. Сканави Г. И. Физика диэлектриков (область сильных полей). М.: физ. мат. из, 1958. 907с.

172. Смоленцев В. П., Переладов Н. П. Качество поверхности после электроэрозионной и комбинированной обработки // Электронная обработка материалов. 1993.- № 6. - с. 13 - 15.

173. Соломенцев Ю. М., Митрофанов В. Г., Протопопов С. П. и др. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1980. -536 с.

174. Справочник по электрофизическим и электрохимическим методам обработки / Г.А. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др./од общей ред. В.А. Волосатова, Л.: Машиностроение, 1988 544 с.

175. Ставицкий Б. И. Основные этапы, современное состояние и перспективы развития электроискровой обработки материалов // Электронная обработка материалов.- 1994. № 1.-е. 7-11.

176. Ставицкий Б. И. Электроискровая обработка материалов способ Лазаренко на рубеже столетий // Электронная обработка материалов.- 2000.- № 5.- с. 8 10.

177. Ставицкий И.Б. Разработка методов повышения производительности электроэрозионной прошивки прецизионных глубоких отверстий. Дисс. канд. техн. наук. М.: 1994. - 155 с.

178. Старков В.К. Технологические методы повышения надежности обработки на станках с ЧПУ, М.: 1984.-120 с.

179. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей. М.: Машиностроение, 1987. - 208 с.

180. Технологическое обеспечение качества продукции в машиностроении / под редакцией. Г.Д. Бурдуна, С.С. Волосова,- М.: Машиностроение, 1975, 279 с.

181. Технологические основы высокоэффективных методов обработки деталей / П.И. Ящерицын, M.JI. Хейфец, Б.П. Чемисов и др. Новополоцк: ПТУ, 1996. -136 с.

182. Технологические основы управления качеством машин / А.С. Васильев, A.M. Дальский, С.А. Клименко, Л.Г. Полонский, М.Л. Хейфец, П.И. Ящерицын М.: Машиностроение. 2003. - 256 с.

183. Терехов С.А. Лекции по теории и приложениям искусственных нейронных сетей. Снежинск, 1998, Адрес в Интернет: http://alife.narod.ru/-lectures/neural/

184. Трент Е. М. Резание металлов. М.: Машиностроение. 1980. 263 с.

185. Трубецков Д.И., Мчедлова Е.С., Красичков Л.В. Введение в теорию самоорганизации открытых систем. М.: Изд-во физ. мат. лит-ры. — 2005. — 212 с.

186. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978. -262 с.

187. Уоссермен Ф. Нейрокомпьютерная техника: теория и практика. — М.: Мир, 1992. 184 с.

188. Ушомирская Л.А. Интенсификация процесса и формирование качества поверхности при электроконтактно-дуговой и комбинированной обработках материалов. Дисс. докт. техн. наук. СПб.: 1993. - 342 с.

189. Ушомирская Л.А. Перспективы применения электрического разряда при размерной обработке сталей и сплавов / Науч.-техн. Ведомости СПбГТУ. -1998.-№3.-77 с.

190. Федоров В.В. Имитационные эксперименты. Вторичные модели // Фило-софско-методологические основания системных исследований. М., 1983. -с. 248-260.

191. Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей: учебное пособие Ю. С. Елисеев, В. В. Крымов, А. А. Митрофанов и др.; под редакцией Б. П. Саушкина. М.: Дрофа, 2002. - 656 с.

192. Флейшман Б.С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. М.: Сов. радио, 1971. 224 с.

193. Флейшман Б.С., Брусиловский П.М., Розенберг Г.С. О методах математического моделирования сложных систем // Системные исследования. Методологические аспекты. М., 1982. с. 65-79.

194. Фотеев Н. К., Контактная жесткость поверхностей деталей после электроэрозионной обработки // Станки инструмент. — 2001. №2. - с. 12-15.

195. Фотеев Н. К., Качество поверхности после электроэрозионной обработки // Станки и инструмент. 1997. - №8. - с. 43-48.

196. Фотеев Н. К. Особенности поверхностей, обработанных электроэрозионным способом // Электронная обработка материалов. 1979. - № 6. - с. 5 - 8.

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

198. Фотеев Н. К. Управление качеством технологической оснастки при электроэрозионной обработке // Электронная обработка материалов.- 1994. № 2. - с. 3 - 7.

199. Фотеев Н. К., Спришевская И. А. Расчет температурных полей в поверхностном слое детали, обрабатываемой электроэрозионным способом // Электронная обработка материалов. 1991. - № 2. - с. 9 - 11.

200. Фролов В. Я. Тепловая модель электроэрозионного процесса // Материалы МНТК «Электрофизические и электрохимические технологии». СПб.: СПб.ГТУ 1997. с. 44 - 48.

201. Халдеев В.Н. К вопросу о механизме электрической эрозии электродов // Электронная обработка материалов. — 2003 №5 - с.4 -10.

202. Халдеев В.Н., Пашко А.В., Пашко И.В. Анализ решения уравнения теплопроводности в условиях импульсного электрического разряда // Электронная обработка материалов. 1992 - №4 - с.З -5.

203. Хейфец М.Л., Кожуро Л.М.,Мрочек Ж.А. Процессы самоорганизации при формировании поверхностей. Гомель: ИММС НАНБ, 1999. 276 с.

204. Химельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. Мир, 1975. -534 с.

205. Холодниок М., Клич А., Кубичек М., Марек М. Методы анализа нелинейных динамических моделей М.: Мир, 1991. 368с.

206. Шеннон Р. Имитационное моделирование искусство и наука. М.: Мир, 1978.-418 с.

207. Шокин Ю.И. Интервальный анализ. Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 1981. 112 с.

208. Штофф В.А. Моделирование и философия.- Л.: Наука, 1966. 240 с.

209. Шумахер Б. Значение электроэрозионной обработки в будущем // Электронная обработка материалов. 1994. - № 1. - с. 11 - 18.

210. Шпилев A.M. Управление процессами механообработки в автоматизированном производстве на основе синергетического подхода. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Комсомольск.: КнАГТУ. — 1999. 35 с.

211. Щербак М.В., Глазков А.В. Технологические особенности образования отверстий электрофизическими методами // Новое в электрофизической иэлектрохимической обработке материала. — JL: Машиностроение, 1972. — С. 7-10.

212. Электроимпульсная обработка материалов / A.JI. Лифшиц, А.Т. Кравец, И.С. Рогачев, А.Б.Сосенко М.: Машиностроение. 1967. - 198 с.

213. 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.

214. Электроэрозионная и электрохимическая обработка. Расчет, проектирование, изготовление электродов-инструментов. Часть 1. Электроэрозионная обработка / под редакцией. А. Л. Лившица и А. Роша. М.: НИИмаш, 1980.- 224 с.

215. Электроэрозионная и электрохимическая обработка металлов. Курченко В.И. -М.: Машиностроение, 1967.-108 с.

216. Dauw D. F.,Van Coppenolle В. On the Evolution of EDM Research. Thesame item. P. 117-142.

217. Deep Angled Holes for Turbine Designs Current EDM. Booth D-4128. Modern Machine Shop. 2000. № 2. P. 12 18.

218. Greenside H. S., Wolf A., Swift J., Pigmuaro T. Impracticality of a box counting algorithm for calculating the dimensionality of strange attractors. // Phys. Rev. A. 25 (1982). №6. P. 3453-3456.

219. Hall W. Environmental Impact of Control, International Federation of Automatic Control // 6th Triennial World Congress 24-30 Aug., Plenary papers IF AC 75. 1975. Boston. P. 122-135.

220. High Performance EDM Fluids // Modern Mach. Shop. 2000. №3. P. 238.

221. Hornbogen E. Fractals in microstructure of metals // Intern. Materials Reviews.1989. vol. 34, №6. p. 277-296.

222. Huntress E.A. EDM orbiters. «American Machinist», July 1980.

223. Kleinste Bohrungen bei Hochster // Machine. 2000, 54, № 1 2. P. 16.

224. Kobayashi K. The Present and Future Developments of EDM and ECM // Proc. Intern. Symp. Electromachining (ISEM-XI). Switzerland, 1995. P. 29-48.

225. Kruth J. P., Van Humbeeck J., Stevens L. Micro structural investigation and metal-lographic analysis of the white layer of a surface machined by EDM // Proc Intern. Symp. Electromachining (ISEM-XI). Switzerland. 1995. P. 849 862.

226. Mandelbrot B.B. The fractal geometey nature. N.Y. Freeman, 1983.

227. Pielou B. Mathematical ecology. N.Y.: Wiley, 1977. 385 p.

228. Postanogov V. H., Komin V. F. Electrochemical and Electrophysical Processing Technolodies of Spesial Parts and their Coversion // Proc. Intern. Symp. Electromachining (ISEM-X). Germany, 1992. P. 486 492.

229. Schittkowski K. Nonlinear programming codes: information, tests, performance, lecture notes in economics and mathematical systems, V. 183, Springer-Verlag, New York, 1980.

230. Wang Z.G., Chen D.L., Jiang X.X. // Ser. Met. 1988. vol. 22, №6. p. 827-832.

231. Wilson C.C. Analysis of EDM performance and no-wear in the copperstell system. -Por. Amer. Soc. Mech. 1970, Prod 12p.

232. Zolotykh B. N. Modern physical Theory of Metals Electric Erosion as the Basis for the Development of New Trends in EDM // Proc.Intern. Symp. Electromach. (ISEM-XI) Switzerland, Lausanne. 1995. P. 114 116.

233. Ким B.A. Самоорганизация в процессах упрочнения, трения и изнашивания режущего инструмента. Владивосток: Дальнаука, 2001. 203 с.

234. Kim V.A., Kabaldin Y.G., Bashkov O.V. Structure-energy analysis of mechanical and physic technical processing of aviation materials // Joint China Russia symposium on advanced materials processing technology. Harbin, 2006. p. 10 - 12 .