автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка методов повышения производительности электроэрозионной прошивки прецизионных глубоких отверстий

московский ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Э.БАУМАНА -----------------—................................

Р Г б од

о 0Н1

На правах рукописи

Ставицкий Иван Борисович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПРОШИВКИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ

Специальность 05.03.01 - Процессы механической и фивико-технической обработки, станки и инструменты

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на ооиеканке ученой "степени кандидата технических наук

Москва - 1994 г.

Работа выполнена в Московской ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Лрудово» о Красного Знамени государственной техническом университете им. Н.Э.Баумана

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ПОДУРАЕВ В.Н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ЗОЛОТЫХ В.Н. - кандидат технических наук ПОЛУЯНОВ B.C. Ведущая организация - ГП НПО Техноман, г.Москва.

Защита состоится "2?" года на васедании

диссертационного совета К.053.1Б.1Б в Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана по адресу: 107005. Москва, Б-Б, 2-я Бауманская уд., дом Б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке . МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Ваш отвыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью , просим направлять по указанному адресу. Телефон диссертационного совета 267-09-63.

Автореферат разослан »26» с<гнгг>&$>.^994 г. .

Ученый секретарь Совета кандидат технических наук,

доцент ' <сС' "'"' МЕЩЕРЯКОВ. Р.К.

Подписано к печати 4У. Объем 1 п.д. Тира» 100 экз.

Заказ N Типография МГТУ им. Н.Э.Баумана

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблема. Развитие различных отраслей промышленности, в том числе и создание новых современных электронных приборов,/ вызывает необходимость изготовления точных отверстий малого диаметра (преимущественно не более 0,5 мм). Особые трудности представляет изготовление отверстий глубиной в 50...100. раз превышающей их диаметр, особенно в трудообрабатываемых металлах и сплавах - коррозионностойких сталях, в меди и медных сплавах, в тугоплавких металлах и алмазсодержащих поликристаллических сверхтвердых материалах (ПСТМ).

Особенно жесткие требования предъявляются к обрабатываемым отверстиям деталей электронной техники, СВЧ приборов. Изделия этого класса отличают высокие требования к точности обрабатываема отверстий при одновременном обеспечении высокого качества получаемых поверхностей. Требуемая точность изготовления отверстий малого диаметра достигает в ряде случаев 0,002...0,005 мм, шероховатость поверхностей отверстий - Rä<l,25 мкы, глубина - 50 диаметров и более. Во многих случаях эти отверстия должны быть близко расположены, а перешчки между ними должны составлять менее десятой доли миллиметра. Все это вызывает необходимость совершенствования технологтческих процессов и оборудования.

Одним из перспективных методов получения вышеназванных отвергай , а иногда и единственно возможным, является прецизионная электроэроэионная пршивка (ЭЭГО металлов, характеризующаяся использованием электрических разрядов малой энергии (Ии<Ю"э Дж) и длительности (tH<3 мкс). Однако широкое промышленное освоение ЭЭП для изготовления .отверстий малого диаметра сдерживается из-8а ряда нерешенных проблем и требует дальнейших исследований технологических вопросов, связанных с особенностями данного метода формообразования.., Вполне очевидно, что способ ЭЭП прецизионных отверстий малого диаметра в настоящее время практически не исследован, существуют^» оборудование, реализующее этот процесс и традиционно использующее RC-генераторы импульсов в качестве источников питания и керосин качестве рабочей жидкости (РЯ), исчерпало свои возможности в части повышения производительности процесса и качества обработанной поверхности, снижения износа электрода-инструмента (Эй), увеличения предельной глубины прошиваемого отверстия. Кроме того, нет научно-обоснованных методик выбора режимов ЭЭП.'

В нашей стране практически не решена задача ускоренной про-"'--•'• ■ , " - ' - 1

шивки эаходных отверстий для проволочного электрода, применяемой ведущими зарубежными фирмами на выг-зном еектроэроаионном оборудовании. Поэтому решение проблемы высокопроизводительного изготовления отверстий диаметром 0,3...1,0 мм при отношении глубины прошиваемого отверстия к его диаметру до 100 - это не только успех в реализации задачи обработки отверстий малого диаметра, но еще и расширение области применения злектроэроэионнй технологии при изготовлении, например, деталей разделительных штампов, а также значительный шаг в обеспечении дальнейшей автоматизации электроэрозионногс вырезного оборудования.

Цель и задачи работы. Целью работы является изыскание путей интенсификации процесса ЭЭП глубоких отверстий малого диаметра, повышения предельной глубины прошивки, увеличения их„точности и качества обработанной поверхности на основе исследования комплекса технологических вопросов, связанных с особенностями алект-роэрозионного формообразования при использовании искровых разрядов малой энергии и длительности, а также малых площадей обработки.

В соответствии с целью были определены следующие задачи исследования:

1. Провести анализ существующих методов интенсификации ЭЭП отверстий малого диаметра, а также увеличения предельной глубины прошивки. Выбрать на основе этого анализа оптимальные технологические схемы ЗШ отверстий малого диаметра и определить условия их эффективного использования.

2. Теоретически и экспериментально исследовать механизм 0311 отверстий малого диаметра, а также процесс удаления продуктов эрозии из межэлектродного промежутка (МЭИ) в процессе ЭЭП.

3. Разработать методику расчета и выбора оптимальных параметров гидросистемы станка, предназначенного для ЭЭП отверстий малого диаметра.

4.Определить новые информативные параметры диагностики процесса ЭЭП и разработать на их основе экспресс-методику оптимизации режимов обработки и способ адаптивного управления процессом

ээп. ' ;

5. Теоретически и экспериментально исследовать особенности эдектроэрозиокной обработки (ЭЭО) и ЭЭП отверстий малого диаметра в алыазсодержаяих ПСТМ. ; ,

6. Разработать рекомендации по выбору режимов ЭЭП отверстий малого диаметра ; различных материалах, в том числе и в алмазсо-держащих ПСТМ.

7. Разработать и оптимизировать конструктивные параметры и

р

материалы ЭИ для ЭЭП отверстий малого диаметра.

8.Разработать рекомендации по выбору конструктивно-технологических решений при ЭЭП отверстий малого диаметра.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на осноЗе теории эрозии металлов при импульсном электрическом разряде в жидком диэлектрике.. Использовался математический аппарат теории теплопроводности. .

В экспериментальных исследованиях использовались специально разработанная методика идеального удаления продуктов эрозии из зоны обработки, известная методика групповых лунок и др. Обработка результатов проводилась с использованием методов математической статистики.

Экспериментальные исследования проводились на двух специальных экспериментальных установках, изготовленных на базе станка модели А207.88, а также на серийно выпускаемых станках 04ЭП-10М, А207.87 и А207.86. Использовался также специальный комплект акустике-эмиссионной аппаратуры, анализатор спектра С4-77, интерференционный микроскоп МИИ-4, профилограф-профило-метр модели 262 и другая аппаратура.

Научная новизна. Впервые выполнено комплексное исследование гидродинамических процессов при ЭЭП отверстий малого диаметра, на основе которого пок/ аны пути и средства повышения производительности ЭЭП. Разработана методика расчета и выбора гидродинамических и энергетических режимов, обеспечивающих условия оптимального протекания процесса обработки.

Выполнен анализ особенностей течения И по трубчатому ЭИ, установлена зависимость съема материала при ЭЭП отверстий малого диаметра от расхода РН через МЗП. Получены неизвестные ранее зависимости, . связыващие расход PS, протекающей через капиллярный канал ЭИ, с диаметром этого капилляра, длиной ЭИ и давлением РЧ на входе в трубчатый ЭИ.

Разработана методика оценки эффективности процесса ЭЗП отверстий малого диаметра

Получены неизвестнее ранее экспериментальные данные, связывающие между собой энергию имп>льса и глубину, диаметр, объем эрозионной лунки, объем валика образующегося на периферии лунки, для диапазона режимов, используемых при ЭЭП отверстий малого диаметра. . ..

Доказано, что на производительность процесса ЗЭЛ отверстий малого диаметра существенным образом влияет не только загрязнение МЗП продуктами эрозии, но и эффективность удаления образующихся в МЭП газовых полостей.

Г- .. - ' - .. - ■ : : - 3

Теоретически и экспериментально доказана возможность обработки шмазсодержащих ПСТМ в безу. черодн .1 рабочей жидкости методом 300, в том числе и ЭШ отверстий малого диаметра, Показан механизм разрушения нетокопроводящих алмазных вереи при ЗЭО (ЭЭП).

Предложен, теоретически и экспериментально исследован новый метод диагностики состояния МЭП и управления процессом ЭЭО (ЭЭП), основанный на методе акустической эмиссии (АЭ). Проведен теоретический анализ процесса генерирования сигналов АЭ при ЭЭО. Теоретически и з зпериментально установлена взаимосвязь между амплитудой сигналов АЭ и технологическими параметрами 990 (ЭЭП).

Практическая ценность. Разработанные на основании проведенных исследований методы инженерного расчета и выбора технологических параметров ЭЭП и систем станка позволяют на практике формулировать технические требования к вновь проектируемому оборудованию, а также назначать технологические режимы, характеризуемые оптимальным протеканием процесса ЭЭП отверстий . малого диаметра.

Практическое использование выявленных физических закономерностей акустико-эмиссионных процессов позволяет решать оптимизационные технологические задачи, что приводит к сокращению сроков технологической подготовки производства и устранению субъективных факторов при настройке технологического.оборудования и выборе режимов обработки. Разработаны принципы построения системы адаптивного управления процессом ЭЭО (ЭЭП) на основе метода АЭ. Даны практические рекомендации по использованию разработанной на основе метода АЭ экспресс-методики оценки состояния МЭП и настройке технологического оборудования.

Выявленный, теоретически и экспериментально обоснованный . механизм разрушения электрической эрозией нетокопроводящих алмазных верен позволяет испольговать метод ЭЭО, в том числе и ЭШ отверстий, для обработки алмазсодержащих ПСТМ. Проведенные исследования позволили сформулировать практические рекомендации для разработки технологических процессов обработки алмазсодермащих ПСТМ и назначения рациональных технологических режимов обработки.

Реализация результатов работы. Практическая ценность и эффективность разработок подтверждена, результатами внедрения их на четырех промышленных предприятиях. Научные и практические результаты работы использованы при разработке технологических процессов изготовь ния сдецинструмента из алмазсодердащих ПСТМ и твердых сплавов, а также прецизионных глубоки: отверстий малого диаметра в специзделиях; - при П|роектировании ) освоении выпуска 4 '

технологического оборудования, предназначенного для ЭЭП глубоких отверстий малого диаметра.

Годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составляет 1000000 руб. в год (в ценах 1 кв. 1993 г.).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических семинарах кафедры "Процессы и инструментальные системы механической й физико-химической обработки" МГТУ им. Н.Э.Баумаиа, на Всесоюзной Научно-технической конференции "Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-химических методов обработки" в г. Москве (1988 г.), на краевой научно-практической конференции "Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных производств" в г. Барнауле (1989 г.), на Республиканской конференции "Прогрессивные процессы механической обработки труднообрабатываемых материалов" в г. Мариуполе (1989 г.), на Всесоюзном семинаре Московского Дома научно-технической пропаганды им. Дзержинского "Прогрессивные технологические процессы и оборудование ЭЕЧК обработки" а г. Москве (1889 г.), на Международной научно-технической конференции. "Антуальтэ ■ проблемы фундаментальных наук" в г. Москве (1991 г.).

. Публикация!. Основные результаты диссертационной работы изложены в б печатных Р-^' тах и научно-техническом отчете.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, лести глав, обядх выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена па £5в страницах И содог:-:з!г 67 рисунков, 11 таблиц, список литературы ко 110 наименовали Г:.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во -введения обосновывается астуапьность теш диссертационной работы, формулируется научная лосизна и приводятся основные полохенкч,' шютаяге на защиту.

В_пеЕ®ой_тлаве пр иставлен обзор литературы по проблеме по-вызения эффективности изготовления прецтаионннх глубоких отверстий- малого диаметра. СЬормулир _,анвы основные особенности прецизионных отверстий 11 требования, -предъявляемые к методам их изготовления. Вропеден сравнительный анализ известных методов изготовления отверсти-'; малого диаметра - ЗШ, электрохимической лро-. кивки , -ультразвуковой обработки, - лагерной прошивки, электронно-лучевой обработки, фотохимической обработки. Из проведенного - анализа сделан вывод,' что для изготовления отверстий малого диаметра (0,3...1,0' мм) с отношением глубины отверстия к диаметру

-Л ■'■' -Л : .■ ' ..' ' б

до БО...100, шероховатостью поверхности Иа<1,Е5 мкм наиболее приемлемым и перспективным является, метод "^ЭЛ."

Выявлены основные особенности прецизионной ЗЗИ отверстий малого диаметра: - *

1. Применение в качестве РЖ технической води вместо керосина. Следствием этой особенности является использование биполярных импульсов напряжения микросекундной длительности со строго определенными отношениями амплитуд и длительностей пряшй и обратной полуволн.

2. Осуществлен ие мероприятий, создающих постоянные условия для быстрой и эффективной эвакуации продуктов эрозии и газовых полостей.из МЭП. ■ ' ' • '

3. Применение совершенных систем управления процессом ЭШ, основанных на непрерывном контроле состояния МЭП, используя для этого информацию о протекании эрозионных процессов непосредственно из зоны обработки.

В первой главе также представлен обзор известных технологических схем и оборудования дляЭЭП отверстий малого диаметра, опр делены их области применения, прнсущиекм достоинства и недостатки. Выбраны наиболее перспективные технадогические схемр для дальнейших исследований - ЭШ трубчатым ЗИ с. принудительной прокачкой РХ через внутренний капиллярный канал электрода И ЭЭД вращающимся горизонтальным цшшнДрическим £й, изготовленным злектроэрозионной обточкой непосредственно на прошивочном станке беа последующей переустановки атого Щ.7 \ . .:

Проанализированы основные факторы, мияод ческие характеристики пресса 920 - производительность процесса, точность формообразования, ' качество обработанной поверхности. Отмечено, что производительность проце<^. ЬсЛ ^ лого диаметра определяется прежде всего едедуйщи^ фжгорами: условиями удаления продуктов аровии и гаамых полостей из КШ, совершенством ^едя^'едют^.ялокцрюр^яовшио' : -' рическими параметрами обработки, вращанием Ш, физическими свойствами материалов Ш и обрабатываемой детали. л-г

Проведенный анашз известных методов интенсификации процес- . са ЭЭО позволяет сделать' выво^, что приЗЭП отверстий малого диаметра наиболее целесообразноприменять прокачку Рв через чатый Эй к вращение Ей,

На основании представленного в первой главе анализа были сформулированы г аь и задачи исследования. '.. ,■

Во второй главе изложена методика проведения экспериментальных исследований. Цель этих исследований заключается в •

представлении общей динамической картины процесса ЗЭП отверстий малого диаметра, а также в выявлении ряда качественных и количественных соотношений между параметрами обработки.

При выполнении настоящей работы процесс ЭЭП малых отверстий исследовали с помочью нескольких взаимосвязанных методов. В основе одного из них лежит изучение следов единичных актов эрозии (эрозионных лунок), образованных искровыми разрядами малой энергии и длительности на различных материалах, фугой метод заключается в исследовании интегральных характеристик процесса ЗЭП в реальных условиях. Кроме перечисленных методов в настоящей работе предложен п используется метод, оснований на изучении процесса электроискровой обработки в идеальных с точки зрения условий эвакуации продуктов эрозии кз зоны обработки условиях. Суть его заключается в сведения практически к нуля влияния загрязнений продуктами sposrm КЗП. при пеивмениых всех остальных технологических параметрах: Лажай метод позволяет получить сведения о влиянии площади обработка ira скорость съема материала, а также, в сочетании с выге-пазвавпыии методами, шформацто о влиянии загрязнения МЭП продуктам зрозш на производительность ЭЭ1Г.

Для получегая а изучения эрозионшх лунок, образованных искровши разрядам!, кркшиявзсь методика групповых лунок. Ксс-яедования проводились кл образцах из леди, латуни, коррозионно-стойкой стали ÎEX18K10T,: вальфрогэ, молибдене, вольфрамо-медной композиции ВМ-20. Геоуетрэтесккэ размеры луне:: определялись с помощью: интерферетоюшюго изяфосмопа Ш1-4. При необходимости получеши npo&trorpéflj арЬэвоакнх aymt гк профили регистрировались яупавт иетодоы да йрофоюграфв-щюфялошетре модели 252.

Нссяедованйя технологических возьхшюстеА ЭШ отверстий малого диаметра, фориообрасезаякя проливаемого отверстия я качества его пойерхиоста, 'а тзгаса вкявяекке различных необходимых ко-личествегшнх и /катестветцая соотлшегзй кезду параметрами обра-Сотки прсяхдашя> йа двуя сяэцкаша« экспериментальных установках (конструкции зкспер!"!ектагыан установок разработана - изготовлена ir^ НШ "йсток**). Первая ira шм - установка 3X1070 - изготовлена на базе серкЙЕО выпусй^емого станка подели А207.86. Одной кз хгра;стсрпыя особенностей данной установки является го-ргаситагьиое рзспо.ккеккз SÎ. Вторая зкепержентзгьная электроискровая установка предназначена для прозшиш глубоких отверстии какого тпкйгатра трубчатым Ш. Конструктивно,установка состоит из прогивочвсЯ гогосет.' расположенной пасерийно» электроискровом станке модели А20?.83, насоса высокого давления (РО... 12 Ша), генератора шпульсоэ, система ЧПУ и комплекса измерительной ал-

паратуры. РЖ - вода техническая.

Проведенный в настоящей работе анализ материалов для Ш показал, что для ЗШ отверстий, малог 1 диаме.ра цилиндрическим Ш целесообразно применять ЭИ, изготовленные из вольфрамо-медной композиции с содержанием вольфрама 80%, меди 20%. Поэтому при проведении исследований в данной работе в качестве материала 31 для прошивки отверстий на экспериментальной установке ЭХ1970 использовался псевдосплав ВМ-20 (эльконайт) ТУ48-19- 38-86. В качестве материала трубчатых ЭИ использовались медь и латунь.

В третьей главе приводится обоснование и разработка метода акустической эыис ии для повышения эффективности электроэроэион-ного формообразования.

В соответствии о моделью электрической эрозии в настоящей работе выделено и рассмотрено 5 источников АЭ, действующих при Э80: ударная волна, реактивное давление паров и мелких капель, выбрасываемых из лунки, структурно-фазбвые превращения обрабатываемого материала, тепловой удар . (нестационарные термоупругие напряжения), возникновение и развитие микротрещин. В ревультате их совокупного действия на поверхности материала в точках прило-же: г электрических разрядов возникают упругие волны. Все источники АЭ можно рассматривать действующими одновременно, так как рассогласование по времени между ниш имеет порядок 1 йкд. В результате можно считать, что совокупность всех источников АЭ является волновой реакцией материала на электрический импульс. Выделение при экспериментальном исследовании каждого фактора, очевидно, не представляется возможным, так как все они взаимосвязаны и протекают, как было сказано выше, практически одновременно. Поэтому целесообразно регистрировать суммарное воздействие этих факторов. ■ - —

Качественная оценка вдаеназванных составляющих показывает, что все они являются функцией раэрядногр тока (энергии импульса) , длительности импульса и физических свойств обрабатываемого материала.

При обработке сигналов АЭ целесообразно использовать методы, позволяющие оценить энергоемкость этих сигналов. Одним из них является метод, основанный на измерении среднеквадратическо-го вначения амплитуды сигнала/ ;

В гл. 3 показано, что

где А - амплитуда сигнала АЭ, ка, кг - коэффициенты пропорцио-8

нальности;: - мощность.импульсов тока, М - производительность пооцесса ЭЭО (величина эроэии в единицу времени).

Для того, чтобы получить зависимость амплитуды сигнала АЭ от энергии импульсов, это выражение можно представить в виде

' ■" . : А - - кУпГххИи .

где П-Гр/Тхх - коэффициент использс ания импульсов, Гх>с частота холостого хода генератора, Гр- частота рабочих импульсов, -энергия импульсов.

. Иэ представленных выражений видно, что амплитуда сигналов АЭ при ЗЭО пропорциональна частоте рабочих импульсов (коэффициенту использования импульсов) и их энергии, а следовательно, производительности процесса ЭЭО.

Для приема, регистрации и анализа сигналов АЭ, возникающих при ЭЭО (ЭЗП), использовалась специальная, аппаратура, состоящая из приемного преобразователя, предварительного высокочастотного усилителя, блока универсальных фильтров, блока основного усилителя, блока интегрирования, самописца Н338 и анализатора спектра С4-77. :

При проведении экспериментов исследовалось влияние изменения различных режимов обработки на сигнал АЭ. Было подтверждено выдвинутое ранее предположение о зависимости амплитуды сигнала от технологических факторов ЭЭО, что дает возможность диагностирования этого процесса непосредственно в ходе обработки. Экспериментальные данные, представленные в гл. 3, подтверждают полученные ранее теоретические зависимости.

Анализ лояученш« экспериментальных исследований показывает, что метод АЭ позволяет осуществлять диагностирование процесса ЭЭО (ЭЭП) и тем самым повышать его.производительность.

В четвертой главе приведены результаты исследований гидродинамических процессов при.ЭШ отверстий малого диаметра.

. Эффективность ЗЭД отверстий малого диаметра, в том числе и глубоких, зависит прь.эде всего от степени' загрязнения продуктами эрозии.МЭП (эффективности удаления продуктов эрозии из МЭП), а также от скорости удаления газовых полостей из зоны обработки. Необходимость принудительного удаления газовых полостей обусловлена тем, что при ЭЭП отверстий малого диаметра объем МЭП соизмерим с объемом.газов, образующихся от одного или . нескольких искровых разрядов. При этом образующиеся газосые полости могут полностью вытеснйть РХ из МЭП и тем самым вызывать приостановку процесса обработки до восстановления сплошности среды. Это, в

свою очередь , приводи? к снижению коэффициента использования ш-пульсов и уменьшению спорости щхшвки. Щюведенше эксперименты подтверждает эти выводи.:

Объем образующихся в результате искрового разряда газов зависит от энергии электрического импульса, а время выхода газовой полости из МЗП - от гидродинамических особенностей процесса ЭЗП (скорости прокачки РЖ, величины межэлектродного еазора, вязкости РВ и др.). Поэтому назначать.энергетические параметры режимов ЭЭП 'отверстий малого диаметра необходимо с учетом гадродинашь чееккх особенностей каждого конкретного процесса обработки.

. ' В работе показано, что добиться, существенного повышения производительности процесс ЗШможко путеиувеличения частоты рабочих импульсов тока fi (при прочих равных условиях), Это. в , свою очередь, достигается путем увеличения коэффициента исполь- , зования импульсов и до вначевий.близкихк 1, и частотыездова-ния импульсов холостой» хода генератора f юс до некоторого прэ-дельного значения f»£np. Значение f»ос^« является максимальной частотой холостого хода генератора, при которой коэффициент и межет быть рапса илиблизок к «аиято Оиш данных условий обработки). При превывешш этого вначеши производительность 8Ш от- - '' верстий не увеличивается, так как происходит уиекьиениа коэффициента Чспольаоваяия импульсов п. \

В гл. 4 представлена методика: выбора оптимальной частоты следования импульсов и длительности пауамеждувищ, а также - необходимого расхода Рй черев МЭИ. Получено вырантше для определения предельной частоты холостого хода генератора fjctn!9 ;

: fxxnp - Vuen/arn-Kv-tH0-6'^1'4). ;

где Умэп- объем МЭИ, мм3; ' .п- время нахоздешш газовой полоста, образующейся от единичного разряда, в МЙИ, с; kv- коэффициев?! : ttt- длительность импульса тока, i„te; 1р- амплитуда импульса тока, А. ■ "V;.' .•;.'•." • •

лз предотавленого выражения видно, чтодля увеличения fxi;np и, следовательно, скорости ЭЭП отверстий необходимо увеличивать объем МЗП, применять короткие импульсы и уменьшать время кахск-дения газовых полостей в МЭД. /Первое условий реализуется погьей-нием напряжения холостого хода генератора юшу^аоос, а третье .- , высокоскоростной прокачкой RE через кШ.

Доведенные эксперименты показаип что расход КЗ черезДШ в значительной степени определяет стейилыюсть S3S. частоту :сга-вования рабочих имь,.асов, а следовательно* прзгаводатео&кость

процесса обработки. Представленная в гл. 4 методика расчета и необходимые экспериментальные данные позволяют определить требуемый расход РЯ череа МЭО.

Для обеспечения требуемого расхода РЖ череа МЭП при ЗЭП трубчатый Ш необходамо установить зависимость расхода PS от ее давления на i эде ö ЕИ, длины ЭИи диаметра его внутреннего канала. Как показали эксперимента, погрешность вычисления по из-вестнымформулам гидравлики может составлять 100Х и более, при этом подьеоваться ими крайне неудобно. Поэтому была получена зависимость ..

Q - leeoodk2'42 L-°'628 P°'735.

где Q - расход PI черев трубчатый Ей, d* - внутренний ди-

аметр трубчатого Ей, мы; L - длина Ей, мм; Р - давление РЖ на входе в аи, кгс/еы2.

В гл. 4также представлена ыетодика расчета и необходимые экспериментальные данные для определения максимально возможной скорости 331 отверстий для различных режимов обработки и обрабатываемых материалов. Приводятся особенности ЭЕП отверстий трубчатый Ш. > Показано, что суилэ&ённое влияние на расход РЗ через Lían и. следовательно, на производительность ЭШ оказывает неуда-ляеий отход, представлящий собой стержень, образуюяийся из обрабатываемого материала и находящийся внутри капиллярного канала ЗЙ. Поэтому ЭШ следуетщюдаводитьбеа образованияэтого отхода. Йз анализа реэуатйгяа» дкопериментоз сделав вывод, что оптимальный внутренний дшзлртр Ш для рзссадтриваемого диапазона ре-швгов разен 100.. .110,. тт.:. Пря увеличении энергии импульсов внутренний" диаяетр Ш ойеДУ»* увеличить.

. В пятой главе рао&Фгрзвы рсобэввости 330 (ЭЕП) кожозпци-онкын поипфйстакцйэй«^ сверхтвердых материалов на основе алмаза. ■' - ' V.■ ■.

. В последнее Ep«*j вравличцых отраслях промьшешюстн все Daiboee лрименежгэ .;зходлт различные детали из алма^содержасих ÖCTM. конструктивной особенностью которых является наличие отверстий ыалого жйалвтра (волоки, направляющие фильеры и другие детаад, .требуй^ высокой износостойкости их рабочих поверхностей). Наиболее . эффективным мэтодоу обработки ШТМ на основе ал-иаза является кетод 880 материалов, Одна» наличие в материалах этого класса шзтокопроЕодяЕЗ« алиазньк верен накладывает некото-рнэ ограшпепля на применение этого метода обработки, требует использования специальных режиаов, а иногда изменения традицион-'•'■'.•; ".-■■:' .' • ■ ■ /11

них технологических схем формообразования. Поэтому необходимо рассмотреть особенности этого метода обработки при формообразовании алмазсодержавдх ПСТМ.

В рассматриваемых алмазоодержащих ПСГШ алмазные зерна, как правило, имеют размеры не более 60 мкм и скреплены между собой кобальтовой связкой. Содержание кобальта в ПСТМ около 5%.

ЭЭО (ЗЭП) материала, содержащего нетокопроводящие алмазные, зерна, возможна по следующим причинам: '

1) алмазные зерна имеют малые размеры (до 60 мкм) и скреплены -между собой токопроводящей кобальтовой связкой;

2) алмаз переходит в токопроводный графит при температуре около 1700°С;

3) в кислородной среде алмаз легко загорается при температуре 720°С и горит, образуя диоксид углерода (СОг).

Исходя из вышеназванных причин можно предположить, 4i при обработке алмазсодержащих ШТМ электрозрозионым методом могут и должны присутствовать следующие схеш формообразования:

1) электроэроэионное разрушение (выборка) связки, оголение алмазного верна, его отслоение и удаление;

2) термическое разрушение -зерна (иди его части) при инициировании разряда на связку в непосредственной близости от алмазного зс на (в момент выхода зерна из связки в процессе формообразования) или в зону контакта зерна и связки; . '

3) термическое разрушение зерна (или его части) при инициировании разряда на его графитизированную область,-

4) выгорание.зерна в кислородной среде, образующейся в результате разложения рабочей жидкости в процессе обработки.

Для анализа процесса "удаления материала- и формирования рельефа поверхности при обработке ПСИ на • основе алмаза была произведена оценка плотно 'и теплового потока q непосредственно в зоне формообразования.'. Для этого было использовано реиение задачи о перемещении границы ' фазного превращения» Задача для двухфазной , -стемы описывается'. системой двух дифференциальных уравнений, ' представляющих собой основное уравнение-теплопроводности для случая,нестационарной теплопроводности в полубесконеч-ноы твердом теле: ~

где а - коэ^федаент температуропроводности, - координата гра-

ницы фазового превращения; 1 и 2 - индексы различных фаз материала; координата х измеряется от поверхности. В рассматриваемой эадаче тело считается полубесконечным, так как размеры интересующей области формообразования много меньше размеров электрода.

Начальны и граничные условия заданы в следующем виде:

ЫХ.О) - Т„л; Т2(х,0) - Т0';

Тг- Т20ь1) - То»; Г2(« Ь) - То!

где ТПл- температура плавления обрабатываемого материала; Т0- начальная, температура (20°С); р - плотность; Чпл* скрытая теплота плавления; X - ;соэффициент теплопроводности.

Наиболее адекватным методом исследования поставленной задачи являются методы математического моделирования. Согласно численным методам моделирования была составлена программа, основанная на неявной конечно-разностной схеме и методе прогонки решения системы линейных уравнений. Программа написана на языке Си.

Результаты расчетов системы уравнений, выполненные по описываемой программе, представляюстя как в виде численных значений, так и в виде графиков выводимых на дисплей. Графические зависимости позволяют наглядно оценить глубину фазового превращения материала в зависимости от времени действия источника теплоты (длительности импульса тока) при разных действующих тепловых потоках (энергиях импульсов), определить минимальное время дейс-вия источника теплоты, необходимое для обеспечения начала фагового превращения материала. Кроме того, графические зависимости позволяют оценить изменение температуры материала по мере удалении от его поверхности при различных действующих тепловых потоках.

Анализ решений системы уравнений показал, что для ЗЭО (ЭЭП) алмазных зерен необходимо использовать большие плотности теплового потока (а > 17,5'104 Вт/мм2)'и короткие импульсы тока разряда (Ьи^0,8 икс). Следует отметить, чго минимальная плотность теплового потока, необходимая для ЗЭО алмазных верен, превосходит минимальную плотность теплового поюка для такого тугоплавкого материала как вольфрам в 2,8 раза.

Как показали эксперименты, . проведенные в рамках данной работы, алмаасодерлсащие ПСТЫ можно эффективно обрабатывать не только в углеродсодержащих жидкостях, но и в воде. ЭЭО (ЭЭП) ал-мазсодержащих ПСТМ в воде свидетельствует, ,что обработка алмаз-

13

них верен в рассматриваемых сверхтвердых материалах возможна беэ осаждения на их поверхности токопроводящего слоя, являющегося, как правило, результатом разложения углеродсодержащих га.

Глава 6 посвящена рекомендациям по выбору конструктивно-технологических решений при ЭЭП отверстий малого диаметра. В ней представлена методика расчета минимальной длины рабочей части Ей при ЭЭП отверстий малого диаметра. "Полученные в результате проведенных экспериментов зависимости позволяют для рассматриваемого диапазона режимов определить необходимую длину цилиндрического Эй, длину его изнашиваемой части, ее геометрию, линейный износ ЭИ. Представлены полученные формулы для расчета конструктивных параметров направляющей ЭИ фильеры. Фильера предназначена для уменьшения погрешности формы прошиваемых отверстий и увеличения их точности.

В гл. 6 приводятся результаты исследований по влияш вращения ЭИ на производительность ЭШ отверстий малого диаметра и их точность. Приводятся рекомендации по-выбору частоты вращения Эй. Показано, что. вращение Ш является эффективны«! средством прежде всего для улучшения качества получаемых отверстий (уменьшения увода оси, эллипсности и т.д.). Некоторое повышение производительности ЭЭП происходит благодаря самоустранению коротких замыкг ий. В то же время вращение Эй не решает проблемы удаления продуктов эрозии из зоны обработки особенно при прошивки глубоких отверстий. Удаление частиц материала из зоны обработки при малых площадях поперечного сечения ЭИ происходит эа счет сил, возникающих вследствие искрового разряда (при отсутствии прокачки РЖ). При этом влияние центробежных сил, обусловленных вязкостью жидкости и большой скоростью вращения Эй, пренебрежимо мало из-за малого радиуса ЗИ.

Кроме того, в гл. 6 I эдетавлены блок-схемы двух устройств, позволяющие повысить.производительность -ЭЭО (ЭЭП) на основе использования метода АЭ. Особенностей этих устройств является возможность э' ~прессшго определения рациональных режимов формообразования. • "

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.На основе комплекса проведенных исследований процессов, происходящих в МЭИ, показаны пути и средства повышения эффективности ЭЭП отверстий малого диаметра. Разработана методик выбора оптимальных технологических параметров для ЭЭЛ малых отверстий,

2.теоретически- и экспериментальные исследования гидродина-14 - . ■.'■•• Л" ' ■ • .

мических процессов в зоне обработки показали, что производительность ЭЭП отверстий малого диаметра зависит от эффективности удаления из МЗП как продуктов эрозии, так и газовых полостей, образующихся в результате разложения РЖ. Доказана необходимость в8аимосвяви зчергетических и гидродинамических параметров обработки.

3.Установлено,; что производительность процесса возрастает с увеличением, расхода РЖ через МЗП дс зоздаяия условий полной реализации вводимой мощности. Разработана методика расчета необходимого расхода РЖ через МЭП, обеспечивающего максимально возможную для даниих энергетических режимов производительность ЭЭП.

4.Получена, экспериментальная зависимость, связывающая расход га, протекающей через капиллярный канал трубчатого ЭИ, с его внутренним диакером и длиной, а также с давлением РЖ на входе в

эи.

5.Предложен, теоретически и экспериментально исследован новый метод диагностики состояния МЗП и управления процессом ЭЭО (ЭЗИ), основанный на методе акустической эмиссии. Установлены источяййй A3 при ЗЭО (ЗЭП). Теоретически и экспериментально установлена взаимосвязь между амплитудой сигналов A3 и технологически;« параметрами ЭЭО (ЭЭП). Показана перспективность исполь-зоваоти метода- АЭдля контроля состояния МЭП и управления про-цесссмЭЭО(ЗШ). ■

^Теоретически и экспериментально доказана возможность обработки ашазсодержадих ПСШ в безуглеродной PS методом ЭЭО, в том числе. ЭЭП отверстий »шого диаметра. Показан механизм разру-аения нетокопроводящда алмазных зерен при ЭЭО (ЭЭП).

7.Получены неизвестные ранее экспериментам nue данные, связывающие энергия импульса и глубину, диаметр, объем эрозионной лунки, а также объем валика, образующегося на периферии лунки, для диапазона режимов, используемых при ЭЭП отверстий малого диаметра. -

8. Показана целесообразность применения в качестве РЗ технической воды вместо .еросина для увеличения производительности ЭЭП отверстий малого диаметра и улучиения качества образующейся поверхности.

9.Получены экспериментальные зависимости длины изнашивающейся части и линейного износа ЗИ от его диаметра, позволяющие определить минимальный вылет ЭИ.

• 10.Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены на четырех предприятиях с общим экономическим эффектом 1000000 руб. в год (в ценах 1 кв. 1903 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1,Диваев A.B., Ставицкий й.Б. Использование сигйадов акустической эмиссии для повышения эффективности электроэрозионной обработки//Прогрессивные технологические процессы и оборудование 35ХК обработки: Сб. докл.-М.: МДНТП, 1989.-С.22...25, ;

' 2.Ставицкий И.Б. Диагностика процесса электроэрозионной обработки методом акустической эмиссии//Международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы фундаментальных наук": Сб. докл.-М.: Иэд-воМГТУ, 1991.-Т.4.-С.42...43. .

, '* з.Гуларян К.К., Ставицкий. И.Б. изготовление электро-дов-инструмектов для злегароэрозконного копирования//Электрониая обработка материалов.-1991.-N5.-C.4...6.

4.Ставицкий И.Б. Расчет оптимальной длины рабочей части электрода-инструмента при электроискровой прошивке глубок отверстий малого диаметра//Краевая научно-практическая конференция "Повышение эффективности технологических .процессов машиностроительных производств": Тезисы докл.-Барнаул: Алтайский политехнический институт, 1989.-С.85...8S. . •

5.Ставицкий й.Б., Фролов М.В., Левин Л.Н. Технология изготовления прецизионных фасонных резцов из алмазсодергшаих СТМ// Всесоюзная научно-техническая конференция "Разработка и промышленная реализация новых механических и физико-хщзических методов обработки": Тезисы докл. -М.: Изд-во МГТУ, 1988.-Ч.1.-С.162.

6.Ставицкий й.Б. Электроэрозионное изготовление фасонных резцов из алмазсодерзщцих СТМ//Республиканская конференция "Прогрессивные процессы механической обработки труднообрабатываемых материалов": Сб. докл.-Мариуполь:РДЭНТП, 1989.-С.118...119.

вания прецизионных деталей и задачи исследования.

1.1. Основные особенности прецизионных деталей и требования предъявляемые к методам их изготовления.

1.2. Сравнительный анализ существующих методов изготовления отверстий малого диаметра.

1.3. Электроэрозионная прецизионная обработка как высокоэффективный метод изготовления отверстий малого диаметра и ее особенности.

1.4. Современные технологии и оборудование для ЭЭП отверстий малого диаметра. онной прошивки отверстий малого диаметра.

Глава 2. Методика исследований, оборудование и средства измерений.

2.1. Цель и методика исследования.

2.2. Оборудование и средства измерения технологических показателей прецизионной ЭЭП отверстий малого диаметра.

2.3. Выбор материала ЭИ.

2.4. Методика исследований, оборудование и средства измерений эрозионных лунок.8?

2.5. Методика исследований процесса ЭЭП при идеальном удалении продуктов эрозии из зоны обработки.

Глава 3. Обоснование и разработка метода акустической эмиссии для повышения эффективности электроэрозионного формообразования.

3.1. Реализация систем управления процессом ЭЭО.

3.2. Требования к организации контроля состояния МЭП.

3.3. Теоретический анализ упругих волн, генерируемых при ЭЭО.

3.4. Аппаратура и способы регистрации параметров АЭ при ЭЭО.

3.5. Результаты экспериментальных исследований метода АЭ при электроэрозионном формообразовании.

Глава 4. Исследование гидродинамических процессов при ЭЭП глубоких отверстий малого диаметра.14.

4.1. Оптимизация параметров режимов ЭЭП.

4.2. Исследование производительности процесса ЭЭП.

4.3. Определение необходимого расхода рабочей жидкости через межэлектродный промежуток.

4.4. Расчет основных параметров системы подачи РЖ через трубчатый ЭИ.

4.5. Особенности ЭЭП отверстий трубчатым ЭИ.

Глава 5. Особенности ЭЭО композиционных поликристамических сверхтвердых материалов на основе алмаза.

5.1. Обоснование необходимости разработки новых методов обработки сверхтвердых материалов на основе алмаза

5.2. Теоретическое обоснование обрабатываемости алмазсодер-жащих ЛСТМ электроэрозионным способом.

5.3. Экспериментальные исследования процесса электроэрозионного формообразования алмазсодержащих ЛСТМ.

Глава б. Разработка рекомендаций по выбору конструктивно-технологических решений при ЭЭП отверстий малого диаметра.

6.1. Расчет оптимальной длины рабочей части ЭИ при ЭЭП глубоких отверстий малого диаметра.

6.2. Влияние вращения ЭИ на производительность и точность ЭЭП отверстий малого диаметра.

6.3. Влияние параметров направляющей фильеры на точность прошиваемого отверстия.

6.4. Применение метода АЭ для повышения эффективности электроэрозионного формообразования.

В настоящее время в целом ряде отраслей промышленности значительно увеличились объем и номенклатура деталей и изделий» имеющих отверстия малого диаметра. При этом, как правило, такие отверстия должны быть выполнены в труднообрабатываемых металлах и сплавах,

С уменьшением размеров отверстий, увеличением их глубины, повышением точности и качества поверхности изменяются способы и методы их обработки. Одним из высокоэффективных методов обработки отверстий малого диаметра, а иногда единственно возможным, является электроэрозионная прошивка (ЭЭП), позволяющая осуществлять процесс формообразования практически вне зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала (его твердости, вязкости и т.п.), Именно при ЭЭЛ отверстий малого диаметра в полной мере выявляются такие ее преимущества, как почти полное отсутствие механических усилий при обработке, возможность изготовления обрабатывающих электродов-инструментов (Эй) из менее твердых материалов, чем обрабатываемый материал, возможность вести обработку нежестким ЭИ, а также достижение высокого уровня автоматизации процесса. Процесс ЭЭП обеспечивает высокую точность и качество поверхности отверстий, отсутствие заусенцев на обработанной поверхности.

Метод ЭЭП малых отверстий находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности как в основном производстве (при изготовлении изделий новой техники), так и в инструментальном. Однако расширение области применения этого метода одерживается его недостаточной производительностью и относительно небольшой предельной глубиной прошиваемых отверстий (обычно не более 10 диаметров отверстия).

На сегодняшний день метод ЭЭП отверстий малого диаметра изучен недостаточно, а результаты исследований в этой области, опубликованные различными авторами, описывают лишь отдельные элементы этого сложного процесса. Отсутствует комплексное исследование этого процесса, учитывающее его специфические особенности, слабо изучено влияние различны! факторов на производительность обработки.

Представленная к защите работа посвящена изысканию путей интенсификации процесса ЭЭП глубоких отверстий малого диаметра, повышения предельной глубины прошивки, увеличения их точности и качества обработанной поверхности на основе исследования комплекса технологических вопросов, связанных с особенностями электроэрозионного формообразования при использовании искровых разрядов малой энергии и длительности, а также малых площадей обработки.

Научная новизна работы заключается в следующем: -впервые выполнено комплексное исследование гидродинамических процессов при ЭЭП отверстий малого диаметра, на основе которого показаны пути и средства повышения производительности ЭЭП. Разработана методика расчета и выбора гидродинамических и энергетических режимов, обеспечивающих условия оптимального протекания процесса обработки;

-выполнен анализ особенностей течения РЖ по трубчатому ЭИ, установлена зависимость съема материала при ЭЭП отверстий малого диаметра от расхода РЖ через МЭП. Получены неизвестные ранее зависимости, связывающие расход РЖ, протекающей через капиллярный канал Эй, с диаметром этого капилляра, длиной ЭИ и давлением РЖ на входе в трубчатый Эй;

-разработана методика оценки эффективности процесса ЗЭП отверстий малого диаметра;

-получены неизвестные ранее экспериментальные данные, связывающие между собой энергию импульса и глубину, диаметр, объем эрозионной лунки, объем валика., образующегося на периферии лунки, для диапазона режимов, используемых при ЭЭП отверстий малого диаметра;

-доказано, что на производительность процесса ЭЭП отверстий малого диаметра существенным образом влияет не только загрязнение МЭИ продуктами эрозии, но и эффективность удаления образующихся в МЭП газовых полостей;

-теоретически и экспериментально доказана возможность обработки алмазсодержащих поликристалличееких сверхтвердых материалов (ПСТМ) в безуглеродной рабочей жидкости методом ЭЭО, в том числе и ЭЭП отверстий малого диаметра. Показан механизм разрушения нетокопроводящих алмазных зерен при ЭЭО (ЭЭП);

-предложен, теоретически и экспериментально исследован новый метод диагностики состояния МЭП и управления процессом ЭЭО (ЭЭП), основанный на методе акустической эмиссии (АЭ). Проведен теоретический анализ процесса генерирования сигналов АЭ при ЭЭО. Теоретически и экспериментально установлена взаимосвязь между амплитудой сигналов АЭ и технологическими параметрами ЭЭО (ЭЭП). Автор защищает:

-результаты и методы экспериментальных исследований процесса ЭЭП отверстий малого диаметра;

-разработанные принципы и методы расчета и выбора параметров основных систем станка, а также гидродинамических и энергетических режимов обработки, обеспечивающих условия оптимального

- 9 протекания процесса обработки;

-предложенную и экспериментально проверенную гипотезу о влиянии образующихся в МЭП в результате электрических разрядов газовых полостей на производительность ЗЭП; обоснование необходимости взаимосвязи энергетических и гидродинамических параметров обработки;

-методику оценки эффективности процесса ЗЭП отверстий малого диаметра.;

-предложенный и теоретически обоснованный механизм разрушения нетокопроводящих алмазных зерен методом ЭЭО (ЗЭП);

-методику контроля состояния межэлектродного промежутка, основанную на измерении амплитуды акустической эмиссии;

-рекомендации по выбору конструктивных параметров направляющей фильеры, оптимальной длины рабочей части ЭИ.

Практическая ценность и эффективность разработок подтверждена результатами внедрения их на трех промышленных предприятиях. Научные и практические результаты работы использованы при разработке технологических процессов изготовления специнструмента из алмазсодержащих ПСТМ и твердых сплавов; при проектировании и освоении выпуска технологического оборудования, предназначенного для ЗЭП глубоких отверстий малого диаметра.

Работа выполнялась на кафедре "Процессы и инструментальные системы механической и физико-химической обработки" МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Автор выражает благодарность коллективу кафедры МТ-2 МГТУ им. Н.Э.Баумана, коллективу отдела 3.3 НИИ КМиТП, а также сотрудникам НПК-6 НПО "Исток" за помощь и поддержку, оказанную при выполнении данной работы.

- iö

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.На основе комплекса проведенных исследований процессов, происходящих в МЭП, показаны пути и средства повышения эффективности ЭЭП отверстий малого диаметра. Разработана методика выбора оптимальных технологических параметров для ЭЭП малых отверстий.

2.Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамических процессов в зоне обработки показали, что производительность ЭЭП отверстий малого диаметра зависит от эффективности удаления из МЭП как продуктов эрозии, так и газовых полостей, образующихся в результате разложения РЖ. Доказана необходимость взаимосвязи энергетических и гидродинамических параметров обработки.

3.Установлено, что производительность процесса возрастает с увеличением расхода РЖ через МЭП до создания условий полной реализации вводимой мощности. Разработана методика расчета необходимого расхода РЖ через МЭП, обеспечивающего максимально возможную для данных энергетических режимов производительность ЭЭП.

4.Получена экспериментальная зависимость, связывающая расход РЖ, протекающей через капиллярный канал трубчатого ЭИ, с его внутренним диамером и длиной, а также с давлением РЖ на входе в ЭИ.

5.Предложен, теоретически и экспериментально исследован новый метод диагностики состояния МЭП и управления процессом ЭЭО (ЭЭП), основанный на методе акустической эмиссии. Установлены источники АЭ при ЭЭО (ЭЭП). Теоретически и экспериментально установлена взаимосвязь между амплитудой сигналов АЭ и технологическими параметрами ЭЭО (ЭЭП). Показана перспективность исполь

- 832 зования метода АЭ для контроля состояния МЭИ и управления процессом ЭЭО (ЭЭП). б.Теоретически и экспериментально доказана возможность обработки алмазсодержащих ПСТМ в безуглеродной РЖ методом ЭЭО» в том числе ЭЭП отверстий малого диаметра. Показан механизм разрушения нетокопроводящих алмазных зерен при ЭЭО (ЭЭП), теоретически обоснованы режимы, необходимые для эффективной ЭЭО (ЭЭП) алмазсодержащих ПСТМ.

Получены неизвестные ранее экспериментальные данные, связывающие энергию импульса и глубину, диаметр, объем эрозионной лунки, а также объем валика, образующегося на периферии лунки, для диапазона режимов, используемых при ЭЭП отверстий малого диаметра.

8.Показана целесообразность применения в качестве РЖ технической воды вместо керосина для увеличения производительности ЭЭП отверстий малого диаметра и улучшения качества образующейся поверхности.

9.Получены экспериментальные зависимости длины изнашивающейся части и линейного износа ЭИ от его диаметра, позволяющие определить минимальный вылет ЭИ.

10.Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены на четырех предприятиях с общим экономическим эффектом 1000000 руб. в год (в ценах 1 кв. 1993 г.).

1.A.c. 70010 СССР. Способ обработки металлов, сплавов и других токопроводящих материалов / Б.Р.Лазаренко, Н.И.Лазарен-ко. Заявл. 3.04.1943//Бюл. изобр.—1971,-N 7.

2. Guy Bellows and John B.Kohls. Drilling' without drills //American Machinist.-1982.-March.-p. 173. .188.

3. SD-1. EDM Super Drill Attachment: Проспект фирмы Jарах, 02.1985. W511-2044852.— 2 p.

4. AGIECUT 100D, 200D, 300D: Проспект фирмы AßIE, 005.748.0/05.88. ~Z p.

5. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Электрическая эрозия металлов . -М.: Госэнергоиздат, 1944. 28с.

6. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Физика искрового способа обработки металлов. МЛЦВТИ:М9П , 1946. -76с.

7. Лазаренко Б.Р. Электроискровой способ обработки материалов: Дис. докт. техн. наук. -М., 1947.-503 с.

8. Ставицкий Б.И. Электроискровое изготовление прецизионных деталей электровакуумных приборов // Электроискровая обработка металлов.-М.: Изд-во АН СССР, 1960.-Вып.2.-С.67.113.

9. Ставицкий Б.И. Современный уровень и перспективы развития электроискровой прецизионной обработки материалов // Электронная обработка материалов.-1967.-N5.-C.20.30.

10. Ставицкий Б.И. Некоторые виды оборудования для прецизионной электроискровой обработки металлов // Электронная обработка материалов.-1966.-N1.-С.11.27.

11. Ставицкий Б.И. Исследование возможностей применения электроискровой обработки для изготовления прецизионных деталей- 234 электровакуумных приборов: Дис. канд. техн. наук.-М., 1958.-2Нс.

12. Прецизионная координатно-прошивочная установка с тират-ронным генератором импульсов (типа А.207.40) / Д.К.Дмитров, Г.А.Жуков, В.М.Рыбачук и др. // Электронная обработка материалов. -1970. -N2. -С. 90. . .92.

13. Кравченко В.Л. Прецизионные электроискровые проволоч-но-вырезные установки с тиратронным генератором импульсов \

14. Электронная обработка материалов.-1975.-N1.-0.76.79.

15. Холоднов Е.В. Прецизионная электроискровая обработка металлов в безуглеродной среде // Электронная обработка материалов. -1965. -N1.-0. 37. . .47.

16. Круглов А.И. Исследование физических свойств искрового промежутка как нагрузки генератора и разработка генераторов для прецизионной электроискровой обработки: Дис. канд. техн. наук.-М., 1967. -230с.

17. Левинсон Е.М. Развитие технологии электроискровой обработки в массовом производстве//Электроискровая обработка металлов. -М. : Изд-во АН СССР, 1960.-Вып.2.-С.233.247.

18. Кравченко В.Л. Генератор импульсов на тиратронах для прецизионных электроисровых установок // Электроискровая обработка материалов.-М.: АН СССР, 1963.-С.152.160.

19. Голубков А.К. Транзисторный генератор импульсов для электроискровой обработки // Электронная обработка материалов. -1969.-N5.-С.81.83.

20. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Технологические характеристики электроискровой обработки токопроводящих материалов

21. Электроискровая обработка материалов.-М.: Изд-во АН СССР, 1960.-Вып.2.-С.7.36.

22. Золотых Б.Н. Основные вопросы теории электрической эро- 235 зим в импульсном разряде в жидкой диэлектрической среде: Дис. докт. техн. наук. М., 196?. — 634 с.

23. Ставицкий Б.И. К вопросу об электрической эрозии то-копроводящих материалов при искровых разрядах малой энергии и длительности // Электронная обработка материалов.-1969.-N2.-С.11.14.

24. Ставицкий Б.И., Конушин C.B. Генераторы импульсов с индуктивным формированием импульсов напряжения на межэлектродном промежутке // Электронная обработка материалов.-1978.-N1-С.14.17.

25. А.с. 428900 СССР. Е.И.Слепушкин, В.М.Шитова, С.В.Жучков, В.М.Синяткин. Заявл. 2.10.72;-Д. С./7.

26. Ставицкий Б.И., Конушин C.B. К вопросу об оптимальной форме холостых импульсов напряжения и рабочих импульсов тока при прецизионной обработке в воде // Электронная обработка, материалов .-1979.-N3.-С.5.8.

27. Безрук А.И., Круглов А.И., Мельдер P.P. Автоматическое управление электроэрозионными станками.-М.: Машиностроение, 1979. -56 с.

28. А.с. 142142 СССР. Регулятор подачи для электроэрозионных станков / Г.И. Алкин//Бюл. изобрет.т 1.961 ,— N20.

29. Круглов А.И. Физические свойства искрового промежутка как нагрузки генератора и объекта регулирования // Проблемы электрической обработки материалов.-М.: Изд-во АН СССР, 1962.-С.68.72.

30. Безрук А.И. Электроискровой промежуток как объект регулирования при прецизионной электроискровой обработке .// Электронная обработка материалов.-1971.-N4.-С.5.8.

31. Безрук А.И., Пушков Ю.Т., Ставицкий Б.И. Электрическая- 836 эрозия при одиночных униполярных импульсах малой энергии и длительности /./ Электронная обработка материалов.-1971.-N2.-0.3. .7

32. Ш.Овсянников Б.Л. Повышение эффективности электроэрозионного оборудования при изготовлении деталей электронной техники непрофилированным электродом-инструментом: Дис. канд. техн. наук. -М., 1987. —243 с.

33. Футало Е.Г. Разработка и исследование эрозионного станка с электрогидравлическим механизмом подачи: Дис. канд. техн. наук.-М., 1989.-189 с.

34. Свешников В.К., Петровский В.П. Влияние характеристик межэлектродного промежутка на регулирование подачи при электроэрозионной обработке // Электрофизические и электрохимические методы обработки. -М.: НИИмаш, 1977. -N6.-0.5.7.

35. Фулоп Т. Адаптивное управление процессом электроэрозионной обработки // Международный симпозиум по электрическим методам обработки (24-26 июля 1986г.): Сб. докл.-М.: Внешторгиз-дат, 1986.-С.60.63.

36. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Технологические характеристики электроискровой обработки токопроводящих материалов

37. Электроискровая обработка материалов. -М.: Изд-во АН СССР, 1960. -Вып.2.-С.7.36.

38. Золотых В.Н. Связь чистоты поверхности с параметрами эрозионных лунок при электроискровой обработке // Вестник машиностроения. -1959. -N10. -С.58.61.

39. Фотеев Н.К. Геометрия шероховатости поверхности, обработанной электроэрозионным способом // Электронная обработка материалов.-1975.-N5.-0.5.10.

40. Фотеев Н.К. Расчет характеристик шероховатости поверхности обработанной электроэрозионным способом // Электронная- 237 обработка материалов.-1977.-N5-С.22.,.24.

41. Ставицкая Н.Б. Электроискровое формообразование электродом-проволокой деталей сложного профиля в производстве электронных приборов: Дис. канд. техн. наук.-М. ,-1982.-187 с.

42. Inoue К. Fundamental of electrical discharge machining. 3.1. : DSC, 1977. ~277p.

43. Станок электроискровой прошивочный 04ЭП-10М.: Проспект ЦНИИ "Электроника", 06308.-А с.

44. Проспект фирмы Panasonic. Micro Electro-Discharge Machine. Matsushita Research Institute, Toko, Inc, 6.1988.-8 p.

45. Takeo Sato, Takeshi Mizutani, Kolchi Kawata. Electro-Discharge Machine for Micro-Hole Boring // National Technical Report.-1985.-Vol.31. N5.- 10 p.

46. SDX10NC. High Speed Small and Deep Hole Drilling EDM. Проспект фирмы Japax, 10.1984, dl26-024284X2.-4 p.

47. SB-1M. Проспект фирмы IТС, SB2-0886(2.OK)-003/1R.-4 p. 45.SH-100B. High Speed Electrical Discharge Drilling Machine. Проспект фирмы Seibu Electric and Machinery, Co., Ltd., 49003-0(88.6.36).-2 p.

48. High speed small hole drilling EDM. К series. K1C/K1CN. Проспект фирмы Sodic Co., Ltd., K.E90.09.2000. ISP.-4 p.

49. Абдукаримов ЭЛ., Краков Б.Г. Саидинов С.Я. Прошивка отверстий составным электродом-инструментом // Электронная обработка материалов.-1990.-N3.-С.6.10.

50. Мицкевич М.К. Влияние вибраций электрода на процесс электроискровой обработки // Электроискровая обработка материалов. М.: Изд-во АН СССР.-1963.-С.173.178.

51. Кавтарадзе О.Н., Гай Е.Ю. Электроискровая обработка материалов с наложением ультразвуковых колебаний // Обзоры по- 888 электронной технике.-1982.-Вып.3.-С.2.,20. (Сер.7: Технология, организация производства и оборудование).

52. Бойко А.Ф.Создание и внедрение прецизионного оборудования для высокочастотной электроэрозионной прошивки в воде микроотверстий в инструменте для микросварки в изделиях электронной техники: Дис. канд. техн. наук.-М., 1989.-26 с.

53. Электроэрозионная обработка металлов. / М.К.Мицкевич, А.И.Бушик, И.А.Вакуто и др.; Под ред. И.Г.НекрашевичаМинск: Наука и техника, 1988.-2/6 с.

54. Hai. 3072777 USA. High friquency electrode vibration

55. Пат. 6500 Япония, N621. Электроискровой станок / Опубл. 06.05.1964.

56. Мицкевич М.К. Применение ультразвука в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1964.-С.136.152.

57. Лю Ин-Чун, Ду Сон-Ян. Комбинированная электроэрозионно-ультразвуковая обработка микроотверстий // Международный симпозиум по электрическим методам обработки: Сб.докл.-М.: Внешторг-издат, 1986.-С.174.176.

58. Кавтарадзе О.Н. Оборудование, оснастка и электроды-инструменты для электроискровой обработки с наложением ультразвуковых колебаний // Электронная обработка материалов.-1984.-N4. -С.70.73.

59. A.c. 70204. Б.Н.Золотых, В.Р.Лазаренко, Н.Н.Коровин.- 239

60. Зайцев А.Н., Вогманов В.Х., Журавский А.К. К выбору оптимальных режимов электроэрозионно-химической прошивки отверстий малого диаметра. // Электрофизические и электрохимические методы обработки.-М.: НИИмаш, 1980.-N11.-С.10.12.

61. Гарбиш К.Г., Мещеряков Н.Г. Электроэрозионная резка металлов проволочным электродом с применением адсорбционно-активных технологических сред // Электронная обработка материалов. -1980. -N5.-С.43. . .45.

62. Влияние поверхностноактивных веществ на шероховатость поверхности, обработанной электроэрозионным способом/ Г.Н.Мещеряков, Н.К.Фотеев, В.П.Верлад и др. // Электронная обработка материалов. -1982.-N3.-С.5.,.7.

63. Май Л.В., Мещеряков Г.Н. Влияние поверхностно-активных межэлектродных сред на эффективность электроэрозионного разрушения при единичных разрядах // Электронная обработка материалов. -1979.-Nl.-C.ll.16.

64. Мещеряков Г.Н., Май Л.В. Влияние адсорбционных свойств межэлектродной среды на полярность и производитель ность электро-зрозионной обработки // Электронная обработка материалов.-1975.-N2.-С.43.46.

65. А.с. 1335391. Е.М.Белявский. Заявл. 14.10.ШЬ.-Д.с.П.

66. Лрофилограф-профилометр. Тип А1. Модель 252: Паспорт 252.0.00.0.00ПС. / Мин-во станкостроительной и инструментальной промьппленности. Завод "Калибр".-М., 1979. с.

67. Ажитрон 50. Проспект фирмы AGIE. 005.588.9. April '88. Switzerland. 8 p.

68. Безрук А.И., Круглов А.И., Мельдер P.P. Автоматическое управление электроэрозионным станком.-М.: Машиностроение, 1979.-56с.

69. Гуткин Б.Г. Автоматизация электроэрозионных станков. -Л. : Машиностроение, 1971.-ВО с.

70. ГОСТ 25002-80. Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Акустическая эмиссия. Введен с 01.01.82.-М.: Изд-во стандартов, 1981.-6 с.

71. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий.-М.: Изд-во стандартов, 1976.-272 с.

72. Хаттон П., Орд Р. Методы неразрушающих испытаний: Пер. с англ. / Под ред. Р.Шарпа.-М. : Мир, 1972.-494 с.

73. Акустическая эмиссия и ее применение для неразрушающего контроля в ядерной энергетике / Под ред. К.В.Вакара-М.: Атомиз-дат, 1980.-213 с.

74. Методы акустического контроля металлов / Н.П.Алешин, 8.Е.Белый, А.Х.Вопилкин и др.-М.: Машиностроение, 1989.-453 с.

75. Тверской B.C. К инженерному расчету энергетического- 841 спектра акустической эмиссии// Дефектоскопия.-1981.-N4.-С.62.67

76. Грешников В. А., Брагинский А.П. Об анализе сигналов акустической эмиссии /./ Дефектоскопия.-1980.-N5. -С. 101. 106.

77. Развитие акусто-эмиссионного метода и средств контроля. В.М.Вобренко, Б.А.Буденков, В.Б.Пастернак и д.р. // Дефектоскопия. -1983. -N12. -С. 3. . .8.

78. Пасси О.Х., Чегоринская О.Н., Шумила Л.Н. Информация об основных средствах ультразвукового неразрушающего контроля серийного производства // Дефектоскопия.-1984.-N8.-С.79.95.

79. Muto К., Shiota Y., Futamura S. Study on observation of EDM processing and monitoring1 of descharging point with acoustic emission// Proc. of International Symposium for Electro Machining (ISEM 9).-Nagoya, 1989.-P.301.304.

80. Акусто-эмиссионные измерительные системы: Проспект фирмы Nippon Steel Corporation. Япония, 1982.-12р.

81. Аппаратура для измерения, анализа и регистрации акустической эмиссии: Проспект фирмы Брюль и Кьер. Дания. 1982.-40 р.

82. L-Menshawy M.F., Bhattacharyya S.K., Woodrow P.A. The use of acoustic techniques for monitoring and controlling the EDM process // Proc. of 19-th MTDR.Uf£££1978-P.559. .566.

83. Muto K, Study on acoustic emission In EDM AE signals in wire EDM // Proc. JSPE. -Jokyo, 1985,-P. 377. .378.

84. Александров В.П., Золотых Б.Н. Выбор оптимальных режимов электроискровой обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе // Электроискровая обработка металлов.-м.: Изд-во АН СССР, 1960.-Вып.2.-248 с.

85. Александров В.П. Исследование технологических характеристик электроэрозионной обработки некоторых жаропрочных материалов: Дис. канд. техн. наук.-М., 1962.-180 с.- 242 ~

86. ЗО.КрейтФ,, Блэк- У. Основы теплопередачи; Пер, с англ.-М,; Мир, 1Ш1-5/2 с.97FСправочник, по гидравлическим расчетам / Под ред. П,Г.Киселева,-М.; Энергия, 1974,-3*0 с.

87. Альтптуль А.Д, Гидравлические сопротивления,-М,• Недра, шг,~21бс.

88. Древаль А.Е,, Зеленцова Н,Ф., КолоОаев Л,И, Математическая обработка результатов эксперимента с применением ЭВМ

89. Под ред. В,Н,Ясщураева.-М.; МВТУ, 1986 -36 с.

90. Синтетические сверхтвердые материалы: В 3 т. ТД, син1986.-276 с, : В 3 Т. Т.2. Ком1986.-260 с102.1986.-277 с. ЮЗ.Портнов И.Г.в104.Самарский A.A.,1. В 3 Т. Т.З.модели и -М. :МИИТ, 1992. -336 с. A.B.пособие для вузов.-М.: Наука, 1989.-429 с.

91. Самарский A.A. Теория разностных сх бие.-М.: Наука, 1977.-656 с.

92. Поляков В.П., Ножкина A.B., Чириков Н.В. сверхтвердые материалы.-М.:Металлургия, 1990.-326 с.107.Ножкина A.B. впосоуч. тр 108.1. Сб 1091. Е.З.