Электроэрозионная обработка с использованием проводящих лазерных каналов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Козырь, Денис Владимирович

• Козырь, Денис Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Козырь, Денис Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современное состояние электроэрозионной обработки

1.2 Недостатки электроэрозионной обработки, связанные с использованием твердотельных электродов инструментов

1.3 Физико-химические методы обработки, использующие нетвердотельные инструменты

1.3.1 Лазерная обработка

1.3.2 Водоструйная обработка

1.3.3 Плазменная обработка

1.3.4 Электронно-лучевая и ионно-лучевая обработки

1.4 Проводящие лазерные каналы

1.5 Типы и параметры фокусирующих систем для создания проводящих лазерных каналов

1.6 Применение оп тического пробоя в электрофизикохимических методах обработки

1.6.1 Методы, использующие энергию ударной волны оптического пробоя

1.6.2 Методы, использующие лучистую энергию плазмы оптического пробоя

1.6.3 Методы, использующие тепловую энергию плазмы оптического пробоя

1.6.4 Методы, использующие электропроводные свойства плазмы оптического пробоя

1.7 ВЫВОДЫ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОВОДЯЩИХ ЛАЗЕРНЫХ КАНАЛОВ

2.1 Развитие единичного акта электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

2.2 Определение количества энергии, приходящей на заготовку во

время электрического разряда

2.3 Моделирование процесса теплопередачи при единичном разряде

2.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОВОДЯЩИХ ЛАЗЕРНЫХ КАНАЛОВ

3.2 Проектирование экспериментальной установки

3.2.1 Выбор источника лазерного излучения для формирования

ПЛК

3.2.2 Проектирование фокусирующей системы

3.2.3 Разработка системы позиционирования заготовки относительно ПЛК

3.2.4 Выбор и проектирование системы подачи рабочей жидкости

3.2.5 Проектирование генератора элекфических импульсов

3.2.6 Разработка электроэрозионной ячейки для ЭЭО с использованием ПЛК

3.2.7 Состав и функциональные возможности блока управления экспериментальной установкой

3.2.8 Описание разработанной экспериментальной установки

3.3 ВЫВОДЫ Г10 ГЛАВЕ 3

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОВОДЯЩИХ ЛАЗЕРНЫХ КАНАЛОВ

4.1 Исследование свойств проводящих лазерных каналов,

используемых в качестве инструмента в электроэрозионной обработке

4.1.1 Экспериментальные исследования геометрических свойств проводящих лазерных каналов

4.1.2 Исследование электрофизических свойств проводящих лазерных каналов

4.1.3 Исследование лазерной энергии, поступающей через проводящий лазерный канал

4.2 Исследования единичных актов элекгроэрозии с использованием проводящих лазерных каналов

4.2.1 Исследования особенностей протекания электрических разрядов между ПЛК и обрабатываемой заготовкой

4.2.2 Экспериментальные исследования размеров и форм единичных электроэрозионных лунок

4.3 ВЫВОДЫ ГЮ ГЛАВЕ 4

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОВОДЯЩИХ ЛАЗЕРНЫХ КАНАЛОВ

5.1 Исследование качества обработанной поверхности после электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.1.1 Исследование шероховатости обработанных поверхностей после электроэрозионпой обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.1.2 Исследование напошероховатости обработанных поверхностей после электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.1.3 Исследование микротвердости поверхностей после электроэрозионпой обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.1.4 Исследование измененного слоя после электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.2 Исследование погрешности электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.3 Исследование производительности электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов

5.4 Примеры деталей, изготовленных с помощью электроэрозионной обработки с использованием ПЛК

5.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Библиографический список

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электроэрозионная обработка с использованием проводящих лазерных каналов»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время электроэрозионная обработка (ЭЭО) является одним из самых распространенных методов электрофизической обработки, что обусловлено достоинствами - высокой точностью обработки, низкой шероховатостью обработанных поверхностей, малой зависимостью производительности от механических свойств обрабатываемого материала. Современные станки для электроэрозионной обработки позволяют производить обработку с высокими технологическими показателями. Однако одним из основных сдерживающих факторов дальнейшего развития ЭЭО является применение твердотельных электродов-инструментов. Твердотельные электроды-инструменты подвержены износу и деформации, имеют ограничения по минимальным и максимальным размерам, токовой нагрузке. Это приводит к снижению точности и качества обработки, повышает ее стоимость. Устранить названые недостатки можно путем замены твердотельных электродов-инструментов на нетвердотельные. В качестве электродов-инструментов могут быть использованы проводящие лазерные каналы (ПЛК), полученные в результате оптического пробоя. Они обладают высокой электропроводностью и геометрической определенностью, могу т быть сформированы с большим отношением длины к диаметру. Таким образом, исследование процесса электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов является актуальной задачей.

Целью работы являе1ся совершенствование технологических схем электроэрозионпой обработки путем использования в качестве электродов-инструментов проводящих лазерных каналов, полученных в результате оптического пробоя.

Достижение указанной цели потребовало решения следующих задач.

I. Обосновать область применения проводящих лазерных каналов, полученных в результате оптического пробоя, в электрофизических методах обработки.

2. Провести теоретические исследования процесса электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов для получения информации об основных физических процессах, происходящих в зоне обработки.

3. Разработать технологические схемы электроэрозионной обработки, позволяющие применять проводящие лазерные каналы в качестве электродов-инструментов.

4. Разработать экспериментальное оборудование для исследования процесса электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов.

5. Провести экспериментальные исследования свойств проводящих лазерных каналов, как электродов-инструментов в электроэрозионной обработке, и единичных актов эрозии.

6. Провести экспериментальные исследования электроэрозионного формообразования с использованием проводящих лазерных каналов.

Объект исследования: электроэрозионная обработка с использованием нетвердотельных электродов-инструментов.

Предмет исследования: процесс электроэрозионпой обработки с использованием в качестве электродов-инструментов проводящих лазерных каналов, полученных в результате оптического пробоя.

Методы исследования

Теоретические исследования проводились с использованием основных положений теплопроводности, теории электрических цепей и математического моделирования. При проведении экспериментальных исследований использовалась разработанная и изготовленная установка ЭУ-1, а также современная измерительная и регистрирующая аппаратура (сканирующий зондовый микроскоп Solver PRO Р47Н, профилограф -профилометр Surf Corder 1400а, лазерный сканирующий микроскоп Кеуепсе VK-9700, микротвердомер - микроскоп Zwickr-Roell ZHji и др.).

Положения, выносимые на защиту

7

1. Модель, связывающая технологические параметры процесса электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов с параметрами проводящих лазерных каналов и электрических импульсов.

2. Технологические схемы электроэрозионной обработки, обеспечивающие возможность обработки с использованием проводящих лазерных каналов, в качестве электродов-инструментов.

3. Результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров процесса ЭЭО с использованием проводящих лазерных каналов (энергия электрических импульсов, тип рабочей жидкости, материал заготовки) па погрешность, производительность обработки и качество обработанной поверхности.

Научная новизна заключается в обосновании энергетических условий функционирования схем электроэрозионной обработки с двумя плазменными каналами, один из которых является Г1ЛК с переменными геометрическими и электрическими параметрами, а другой - каналом электрического разряда.

Практическая ценность работ ы состоит в следующем:

1) на основе проведенных исследований разработаны технологические рекомендации для осуществления ЭЭО с использованием проводящих лазерных каналов;

2) разработана и изготовлена экспериментальная установка для осуществления ЭЭО с использованием проводящих лазерных каналов.

Теоретическая значимость работы состоит в обосновании рациональных режимов ЭЭО с использованием проводящих лазерных каналов на основе решения задачи теплопроводности с нестационарным тепловым потоком на поверхности заготовки, зависящим от свойств проводящих лазерных каналов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на региональных всероссийских научно-технических

8

конференциях «Высокие, критические, электро- и нанотехнологии» (Тула, ТулГУ, 2011-2013 гг.), на конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (2011-2013 гг.), на международных заочных научных конференциях «I кшомаюриалы и нано1ехноло1 ип: проблемы и перспективы» (Сараюв, БМА СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2012, 2014 гг.)

Публикации

По результатам исследований опубликовано 13 статей, в том числе 3 -в издании, входящем в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК. Общий объем публикаций 4,3 п.л.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, списка используемой литературы из 148 наименований; общий объем - 163 страницы машинописного текста, включая 84 рисунков и 9 таблиц.

Работа состоит из следующих основных частей:

1. Анализа состояния вопроса;

2. Теоретические исследования электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов;

3. Разработка экспериментального оборудования для электроэрозиоиной обработки с использованием проводящих лазерных каналов;

4. Экспериментальные исследования процесса электроэрозионной обработки с использованием проводящих лазерных каналов;

5. Экспериментальные исследования электроэрозионного формообразования с использованием проводящих лазерных каналов;

Работа выполнена на кафедре «Электро- нанотехнологии» и лаборатории «Электрофизических и электрохимических методов обработки» им. Ф.В. Седыкина Тульского государственного университета.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю д.т.н., профессору В.В. Любимову и дл.н., профессору B.C. Сальникову за помощь и поддержку при выполнении работы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современное состояние элсктроэрозионной обработки

Развитие современного машиностроительного и приборостроительного производств связано с повышением производительности труда и качества получаемых изделий. Удовлетворение возрастающих требований промышленности невозможно без применения физико-химических методов обработки материалов [11, 21, 25-28, 40, 43, 69, 98]. Преимущество этих методов относительно методов механической обработки заключается в возможности обработки разнообразных материалов и получения поверхностей сложных форм, формообразование которых традиционными методами затруднительно или невозможно.

Среди физико-химических методов обработки особое место занимает электроэрозионная обработка (ЭЭО). ЭЭО является одним из самых распространенных методов электрофизической обработки. На сегодняшний день объем производства станков для элсктроэрозиоиной обработки занимает четвертое место среди всех выпускаемых металлообрабатывающих станков [19J. Такое распространение метода ЭЭО обусловлено его достоинствами -высокая точность обработки (до 4-5 мкм на 300 мм), низкая шероховатость обработанных поверхностей (до Ra - 0,04 мкм), малая зависимость производительности от механических свойств обрабатываемого материала [19, 921.

Изучению ЭЭО посвящено большое количество работ в нашей стране

и за рубежом. Значительный вклад в изучение процесса ЭЭО внесли

Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И., Золотых Б.П., Лившиц А.Л., Артамонов Б.

А., Волосатой В.А., Красюк Б.А., Некрашсвич И.Г., Мицкевич М. К.,

Палатник Л.С., Otto M.1JU., Ставиций Б. И., Саушкип Б. П., Левит М.Л., Л.А.,

Зингсрман A.C., J. Kozak, D. D. Dibitono, Р.Т. Eubank, F. Klocke и др. [21, 45,

46, 52, 55, 65, 84, 108, 110]. Благодаря усилиям инженеров и ученых в

10

настоящее время показатели ЭЭО вышли на принципиально новый уровень. Современные станки для ЭЭО характеризуются высокой степеню автоматизации, применением числового программного управления, возможностью многокоординатной обработки.

Работы по улучшению показателей обработки, таких как точность, качество поверхности, производительность, ведутся в нескольких направлениях. Среди направлений исследований отметим - применение специальных рабочих жидкостей, увеличение точности позиционирования электродов-инструментов, применение специальных источников питания с возможность регулирования электрических параметров импульса в широких пределах, разработка новых- электродов-инструментов [19, 20, 42, 63, 68, 90, 135].

Увеличение точности позиционирования станков для ЭЭО достигается за счет применения специализированных линейных двигателей, в которых отсутствует элементы преобразования вращательного движения в поступательное, использования точных датчиков линейного положения и конструкционных керамик [19]. В копировально-прошивочных и проволочпо-вырезных станках фирмы БосНск точность позиционирования достигает 0,01 мкм. Точность обработки при этом может составлять 1,5 мкм на 300 мм. Серийно выпускаемые ЭЭО станки других фирм несколько отстают по точности позиционирования, по, в целом, она также довольно высока [92].

Современные генераторы импульсов формируют электрические

импульсы различной конфигурации с частотой до нескольких мегагерц.

Программное управление генераторами импульсов позволяет вести

высокоточное управление параметрами резания и точно подбирать режимы

обработки. На чистовых режимах применение современных генераторов

обеспечивает шероховатость поверхности до 1^1=0,04 мкм. При

высокопроизводительной электроэрозиоиной проволочной резке скорость

обработки доходит до 600 мм2/мин [92, 98]. Применение специальных

1 1

рабочих жидкостей с присадками, состоящими из ультрадисперсных порошков, позволяет получать высокое качество поверхности [107, 112, 118].

Очевидно, что развитее технического обеспечения станков для ЭЭО находится на высоком уровне п не является сдерживающим фактором для дальнейшего повышения параметров обработки.

Существенное влияние на показатели ЭЭО обработки оказывают параметры электродов-инструментов. Износ электродов-инструментов снижает точность обработки, пределы по токовым нагрузкам сдерживают повышение производительности, ограничения механических нагрузок и малая жесткость инструмента также оказывают влияние на точность и качество обработки. Применяются различные меры для снижения перечисленных негативных влияний свойств электрода-инструмента на показатели обработки [ 17, 20, 38, 68, 125].

1.2 Недостатки электроэрозионной обработки, связанные с использованием твердотельных электродов инструментов

В процессе ЭЭО наряду с заготовкой разрушается материал электродов-инструментов. Его форма изменяется, что приводит к снижению точности обработки. Снижение износа добиваются изготовлением электродов из материалов с высокими теплофизическими константами и применением электрических импульсов напряжения специальной формы [18, 21, 23, 53, 61, 68]. Однако износ электрода-инструмента в процессе ЭЭО не устраним.

Уменьшение влияния на точность обработки износа инструмента может осуществляться заменой изношенного инструмента на новый в процессе обработки после того, как инструмент изнашивается па величину допуска при копировалыю-прошивочной ЭЭО или перемоткой проволоки при проволочно-вырезной ЭЭО [61, 91]. Такой способ повышает материальные затраты и снижает точность обработки из-за смены инструмента.

В процессе обработки может происходить компенсация износа электрода-инструмента с помощью корректировки траектории движения электрода-инструмента, учитывающей его износ. Компенсировать износ инструмента можно так же на стадии его проектирования. Для этого форма инструмента создается с учетом износа так, чтобы к концу обработки при снятии необходимого припуска его форма и размеры соответствовали изначальным требованиям. Применение методов компенсации износа инструмента при ЭЭО возможно только при наличии математических моделей процесса эволюции поверхностей электрода-инструмента и заготовки в процессе обработки. Однако существующие модели имеют существенные неточности и допущения, которые вносят погрешности в процесс обработки и приводят к снижению точности [20, 23, 62, 85, 100, 108, 110].

Кроме износа, к снижению точности обработки приводит вибрация и отклонение электрода-инструмента в процессе ЭЭО. Особенно эти явления характерны для электродов малой жесткости и проволочно-вырезной ЭЭО. При обработке на проволочный электрод-инструмент действуют несколько сил - сила ударной волны при электрическом разряде, электростатическая сила, за счет притяжения противоположно заряженных электродов, электромагнитная сила во время протекания тока в цепи электроэрозионной ячейки, гидродинамическая сила потока рабочей жидкости [19, 20, 94, 96, 108].

Электромагнитная сила действует на электрод во время разряда. Ее направление и величина зависят обрабатываемого материала, силы тока и диаметра электрода-инструмента. Действие электромагнитной силы увеличивается пропорционально увеличению силы тока и обратно пропорционально диаметру проволоки, что существенно сказывается при микрообработке, когда отклонение проволоки под действием электромагнитных сил достигает 30% от ее диаметра [20].

Действие электростатической силы на проволоку наблюдается во время

13

существования разности потенциалов между электродами. Таким образом, эта сила зависит от величины напряжения и электрической проницаемости диэлектрика. В работе [20] показано, что при проволочной ЭЭО при использовании проволоки диаметров 0,03 мм электростатическая сила, действующая на инструмент достигала 0,1 Н/м при напряжении на электродах 180 В. Действие электростатических сил препятствует повышению производительности обработки.

Для лучшего удаления продуктов эрозии диэлектрическую жидкость в межэлектродный зазор подают под высоким давлением. Повышенное давление диэлектрика приводит к отклонению проволочного электрода-инструмента и может вызвать его обрыв. С целыо уменьшения влияния гидродинамических сил используют электроды с большим диаметром, что снижает точность обработки, либо уменьшают давление рабочей жидкости на выходе из сопла, что приводи г к снижению качества обработанной поверхности.

Во время электрического разряда в процессе ЭЭО вокруг плазменного канала возникает парогазовый пузырь, давление в котором значительно выше окружающей рабочей жидкости. В работе [108] проводилось моделирование давление в плазменном канале электрического разряда при ЭЭО. Расчеты показали, что максимальное давление при силе тока в цепи 2,34 А составило 10- 107 Па. Сила, действующая на электрод, зависит от давления и диаметра плазменного канал разряда. Направление силы ударной волны зависит от места, в котором происходит разряд.

Рассмотренные силы приводят к существенному отклонению

электрода-инструмента от первоначального положения. Воздействующие на

проволочный электрод силы, кроме гидродинамической силы, являются

пульсирующими. Их периодическое разнонаправленное воздействие и

взаимное наложение провоцируют колебания электрода. Названные причины

снижают точность обработки. Возможность повышения жесткости электрода

путем увеличения растягивающих усилий ограничена приделом прочности

14

проволочного электрода, который пропорционален его диаметру и обратно пропорционален длине (1.1) [911. Это ограничивает максимальную длину и минимальный диаметр электрода-инструмента.

_ тс5 Ей4 (3(7$ +8Е2)

~ 4/0(32(яЕ)2-(С7^0)2)' (1Л)

где Е - модуль Юнга; о5 - предел текучести материала электрода-инструмента; 1о - длина электрода-инструмента; с1 - диаметр электрода-инструмента.

Так же уменьшение воздействия перечисленных сил на электрод возможно при снижении интенсивности факторов, приводящих к возникновению отклоняющих сил - уменьшение силы тока и напряжения в импульсе, снижение давления рабочей жидкости, увеличение диаметра электродов. Однако подобные меры приводят к снижению производительности и качества обработки.

Сдерживающим фактором повышения производительности ЭЭО является ограничения электрода по токовым нагрузкам. Известно, что размер электроэрозионных лунок, а соответственно количество удаленного материала зависит от энергии электрических импульсов, которая определяется силой тока, протекающей при разряде. Предельную электрическую нагрузку [91] можно найти

/ = N

2н4

А Терпка

16тр(1+у)'

где ДТ - разница между температурой окружающей среды и критической температурой; с - удельная теплоемкость вещества; г -

длительность протекания тока; с! - диаметр электрода-инструмента; а -температурный коэффициент сопротивления материала; р - плотность материала; р - удельное сопротивление материала; I - температура электрода-инструмента.

С уменьшением диаметра электрода-инструмента снижается максимальный ток, который может проходить через электрод-инструмент. Это приводит к снижению производительности обработки.

Таким образом, можно выделить недостатки ЭЭО связанные с использованием твердотельных электродов-инструментов:

• электрод-инструмент подвержен разрушению, что уменьшает точность и качество обработки;

• электрод-инструмент имеет ограничения по токовой нагрузке, что сдерживает увеличение производительности обработки;

• ограничения, связанные с минимальными и максимальными размерами электродов-инструментов.

• механические колебания и отклонения электрода-инструмента в процессе обработки, снижающие точность.

Ограничения, накладываемые на ЭЭО применением твердотельных электродов-инструментов принципиально не устранимы. Возможна лишь их частичная компенсация за счет ухудшения других параметров обработки. Для устранения названных ограничений необходимо использование принципиально других, нетвердотельных инструментов.

1.3 Физико-химические методы обработки, использующие нетвердо гельные инструменты

Нетвердотельные инструменты широко применяются в физико-химических методах обработки. Среди таких методов отметим лазерную, электронно-лучевую, гидроабразивную, плазменную обработку.

1.3.1 Лазерная обработка

Лазерная обработка основана на использовании в качестве инструмента лазерное излучение, которое может быть сфокусировано на поверхности заготовки в ограниченные размеры, чю создает интенсивный тепловой поток и приводит к локальному нагреву, плавлению и испарению материала образца. В зависимости от длительности и плотности мощности лазерного излучения, создаваемой на поверхности образца, воздействие лазерного излучения может приводить к различным эффектам. Лазерная обработка может использоваться для технологических операций - отжига, закалки, формообразования материалов, за счет хрупкого раскалывания, сварки, легирования, нанесения покрытий, получения отверстий, скрайбирования, абляции, маркировки и т.д. [3-6, 8, I I, 24, 39, 48]. Таким образов, лазерная обработка применима для большого числа технологических воздействий. Однако она не избавлена от ряда существенных недостатков. Среди недостатков лазерной обработки можно выделить зависимость параметров обработки от оптических свойств материала, ограничения минимального размера лазерного луча, который зависит от длины волны излучения, аберраций фокусирующих систем и дифракционной расходимости. При лазерной обработке в режиме плавления и испарения материала, над поверхностью заготовки образуется парогазовая среда и плазма, которая обладает отличными от окружающей среды оптическими свойствами, что приводит к экранированию лазерного излучения и снижению производительности обработки.' Лазерная обработка характеризуется наличием дефектного поверхностного слоя, грата, конусностью отверстий и клиновидностыо резов.

1.3.2 Водоструйная обработка

Водоструйная обработка характеризуется использованием в качестве

инструмента струи воды, подаваемой под высоким давлением (от 250 МПа

до 800 МПа) на обрабатываемый материал. В водную струю может

17

добавляться абразивный порошок, что значительно повышает эффективность обработки. Водоструйная обработка применяется для вырезки сложных профилей, фрезерования, трехмерного формообразование, прошивания отверстий, модифицирования поверхности. Водоструйную обработку отличает отсутствие зон термического влияния, которые присутствуют при других видах обработки с использованием нетвердотельных инструментов. Достаточно высокая точность обработки, сравнимая с лазерной, и возможность резки заготовок толщиной до 400 мм делают такой вид обработки перспективным и конкурентоспособным. Однако сгруя воды как инструмент имеет существенные недостатки. В первую очередь это связано с физическими ограничениями струи воды по геометрическим размерам и ее инертности, что выражается в заносах струи при ее перемещении. Создание такого инструмента требует сложного оборудования и его частого ремонта и замены (смесители, сопла, установки для создания высокого давления).

1.3.3 Плазменная обработка

В плазменной обработке инструментом является плазменная дуга, полученная с помощью сжатия и выдувания плазмы электрического разряда. За счет высокой температуры плазмы (47000 К) материал заготовки нагревается и плавится [73]. Распространение плазменной обработки обусловлено высокой производительностью процесса и низкой стоимостью оборудования. В основном применение плазменной обработки ограничивается резкой. Плазменная дуга имеет худшую стабильность и геометрическую определенность из всех рассмотренных нетвердотельных инструментов. Из-за этого плазменная обработка характеризуется низкой точностью и низким качеством обработанной поверхности.

1.3.4 Электронно-лучевая и нонио-лучевая обработки

В качестве инструмента в электронно-лучевых и ионно-лучевых

методах обработки выступают пучок электронов и ионов. Методы обработки

18

позволяют получать высокие концентрации энергии. С помощью электроннолучевой обработки возможно производить формообразование, модифицирование поверхностей, сварку [74]. Метод основан на взаимодействие ускоренного потока электронов с поверхностью обрабатываемой заготовки. Электроны передают кинетическую энергию поверхности заготовки, где она превращается в другие виды энергии -тепловую, химическую. В отличие о г лазерной обработки, характеристики электронно-лучевой обработки менее зависимы от оптических свойств обрабатываемой поверхности. Точность и скорость перемещения инструмента превосходят такие же параметры лазерной обработки. Однако методы электронно-лучевой и ионно-лучевой обработки имеют существенный недостаток - необходимость обработки в вакууме, что повышает стоимость и сложность оборудования.

Использование вместо твердотельного инструмента лазерный луч, водяную струю, поток электронов или плазму дает ряд преимуществ, таких как локализация и повышение энергии воздействия, отсутствие износа инструмента.

Однако в области электрообработки применение нетвердотельных инструментов распространено мало. Это объясняется специфическими требованиями, предъявляемыми к нетвердотелыюму электроду-инструменту. Электрод-инструмент должен обладать высокой электропроводностью и степенью локализации, иметь детерминированные форму и размеры, иметь возможность подвода электрической энергии для осуществления процесса обработки. В работах [10, 25-37, 56-59] было предложено использовать в качестве электродов-инструментов в электрофизических и электрохимических методах обработки плазменные каналы, полученные в результате оптического пробоя различных сред лазерным излучением.

1.4 Проводящие лазерные каналы

При превышении определенного порога интенсивности лазерного

19

излучения в среде распространения происходит оптический пробой, сопровождающийся образованием плазменного канала. Механизм возникновения оптического пробоя при длительностях лазерного излучения не менее десятков пикосекунд в целом схож с механизмом электрического пробоя в электромагнитных полях других диапазонов частот. В его основе лежит принцип лавинной ионизации. Первый затравочный электрон получает энергию от лазерного излучения, достаточную для ионизации атомов или молекул среды. Затем происходит лавинное увеличение их количества. Появление первых затравочных электронов в каустики излучения объясняется многофотонноп ионизацией атомов, то есть поглощение нескольких фотонов атомами вещества с суммарной энергией превышающей потенциал ионизации этого атома.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Козырь, Денис Владимирович, 2014 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Афанасьев С.А., Бровкин В.Г., Колесничснко 10.Ф. Инициация СВЧ-разряда посредством лазерной искры // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36. № 14. С. 73-78.

2. Бабин A.A., Карташов Д.В., Кулагин Д.И. Фокусировка фемгосекундного излучения аксиконной линзой // Квантовая электроника. 2002. Т.32. №4. С. 308-310.

3. Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники: 2- с изд., перераб. и доп. Киев: Выща шк. Головное изд-во, 1988. 383 с.

4. Борейшо A.C. Лазеры: устройство и действие: учеб. пособие. СПб: Мех. Ин-т., 1992. 215 с.

5. Веденов A.A., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. М.: Энергоатомиздат, 1985. 206 с.

6. Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Физико-технические основы лазерных технологий». Раздел: Технологические лазеры и лазерное излучение: изд. 2-е, испр. и доп. СПб: С116ГУ ИТМО, 2007. 52 с.

7. Влияние газодинамических процессов на струк1уру и пороги СВЧ-разряда при инициации лазерной искрой / С.11. Афанасьев [и др.] // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37. №15. С. 40-46.

8. Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Лазерная техника и технология. В 7 кн. Кн. 1. Физические основы технологических лазеров / учеб. пособие для вузов; под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Высш. шк., 1987. 191 с.

9. Грачев O.K. Электрофизикохимическая обработка с применением плазменного катода-инструмента: дне. ... канд. техн. наук. Тула, 2011. 160 с.

10. Грачев O.E. Моделирование процесса электрохимической обработки с применением импульсного нетвердотельного катода // Известия

Тульского государственного университета. Сер. Естественные науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Вып. 3. с. 160-169.

11.Григорьянц Д.Г., Шиганов H.H., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: учеб. пособие для вузов / под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 644 с.

12.Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом: курс лекций: учеб. руководство. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. 280 с.

1 З.Делоне Н.Б., Крайнов В.П. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением. М.:ФИЗМА'ГЛИТ, 2001. 320 с.

14.Диденко А. Н. СВЧ - энергетика. Теория и практика / М.: Наука, 2003. 446 с.

15.Динамика периодических структур в протяженной лазерной искре / С.С. Бычков [и др.]. Квантовая электропика, 1999. Т. 26. №3. С. 243-245.

16.Динамика сплошного оптического разряда в воздухе / В.В. Коробкин [и др.] // Препринт И ВТ АН № 5-127. 1983. 32 с.

17.Евланов A.A. Электроэрозионная обработка с применением СВЧ-разрядов: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2009. 132 с.

18.Евсеева 11. В. Математическая модель процесса электроэрозионной обработки как объекта регулирования. / И. В. Евсеева // Электрофизические и электрохимические методы обработки, вып. 1 1 - М.: НИ ИМ А1.1.1. 1975.

19.Елисеев 10.С., Саушкин Б.П.. Электроэрозиопная обработка изделий авиационно-космической техники М.: Изд-во МГТУ им. И.Баумана. 2010.-437 с.

20.Журин A.B. Методы расчета технологических параметров и электодов-инструмеитов при электроэрозиоппой обработке дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2011. 132 с.

21.Золотых Б. Н. Физические основы электрофизических и электрохимических методов обработки. Ч. 1. М.: МИЭМ, 1975. 106 с.

22. Кайе Г., Лаби I". Физические и химические константы: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1978. 102 с.

23.Ким, Н. И. Модель icpMoynpyiого разрушения в процессе импульсной электрозрозионной обрабопеп маюриалов / Е. И. Ким, С. М. Харпн // Электрофизические и злекфохимические меюды обработки, выи. 5. - М., НИ НМД 111. 1983.

24.Коваленко B.C. Лазерная технология: учебник. Киев.: Высш. шк. Головное изд-во, 1989. 280 с.

25.Козырь Д.В., Любимов В.В., Грачев О.Е. Исследование процесса электрофизикохимической обработки с применением плазменного катода-инструмента // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. - Вып. 8. - С. 327 - 335.

26.Козырь Д.В. Исследование парамефов единичных лунок, полученных в результате электроэрозионпой обработки с использованием плазменного электрода-инструмента // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. - Вып. 9. Ч. 2-С. 350 -358.

27.Козырь Д.В. Применение плазменного капала оптического пробоя в качестве катода в электроэрозионпой обработке // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013,-Вып.1 1. - С. 141 - 146.

28.Козырь Д.В. Комбинированная электрофизическая обработка с использованием проводящих плазменных каналов // VI молодёжная научно-практическая конференция Тульского государственного университета. Молодежные инновации. Сборник докладов. Часть I Секция: Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. - С. 144-147.

29.Козырь Д.В. Анализ способов фокусировки лазерного излучения с целью формирования плазменных электродов // VII молодёжная научно-практическая конференция Тульского государственного университета.

Молодежные инновации. Сборник докладов. Час ib I Секция: Технические науки.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - С. 141-144.

30.Козырь Д.В. Проводящие лазерные каналы в электрофизических методах обработки // VIII молодёжная научно-практическая конференция Тульского государственного университета. Молодежные инновации. Сборник докладов. Часть I Секция: Технические науки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. -С. 131-133.

31.Козырь Д.В. Оценка геометрических нарамефов поверхности после электрохимической обрабопш // Нанома1ериалы и нанотехнологии: проблемы и перспективы. Саратов, 2012. - С. 16-23.

32.Козырь Д.В., Любимов В.В., Грачев O.R. Исследование процесса электрофпзпкохимической обработки с применением импульсного плазменного катода. // Высокие критические электро- и нанотехнологии: труды Всероссийской научно-технической конференции. Тула, 26 октября

2011 г.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2011.-С. 27-37.

33.Козырь Д.В., Степанов П.В. Применение проводящих плазменных каналов наносекундного лазерного излучения в электрофизических методах обработки // // Высокие кри тические электро- и нанотехнологии: труды научно-технической конференции. Тула, 7 июня 2012 г. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - С. 48-53.

34.Козырь Д.В., Степанов П.В. Анализ процесса получения искусственных рельефов электрохимическим методом с применением нетвердотельного электрода-инструмента // Высокие критические электро- и нанотехнологии: труды научно-технической конференции. Тула, 7 июня

2012 г.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2012.-С. 34-41.

35.Козырь Д.В., Любимов В.В., Карабенков В.В. Исследование электроэрозионного формообразования с применением проводящих плазменных каналов // Высокие критические электро- и нанотехнологии: труды I Региональной научно-технической конференции. Тула, 29 октября

2013 г.-Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.-С. 162- 167.

152

36.Козырь Д.13. Разработка технологических методов изготовления деталей из труднообрабатываемых материалов с использованием проводящих плазменных каналов наносекундного лазерного излучения // Современная электротехнология в промышленности России (молодежные инновации): сборник трудов научно-технической конференции. 'Гула, 7 октября 2011 г. - тула: изд-во тулгу, 2011. - с. 33-40.

37.Козырь Д.В., Степанов П.В. Анализ процесса получения искусственных рельефов электрохимическим методом с применением нетвердотельного электрода - инструмента // современная электротехнология в промышленности России (молодежные инновации): сборник трудов научно-технической конференции. Тула, 18 октября 2012 г. - Тула: изд-во ТулГУ у, 2012. - с. 16-21.

ЗВ.Коренблюм, М. В. Чистовая элскгроэрознонпля обработка с малым износом инструмента / ¡VI. В. Коренблюм /, С'типкн и инструмент, № 6, 1980.

39.Коротеев И.И., Шумай И.Л. Физика мощною лазерного излучения. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 312 с.

40.Корягип С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. Способы обработки материалов: учеб. пособие. Калининград: Калинппгр. ун-т, 2000. 448 с.

41.Косарева О.Г., Григорьевский A.B., Кандидов В.П. Формирование протяженных плазменных каналов в конденсированной среде в результате аксиконной фокусировки фемтосекундного лазерного импульса // Квантовая электроника, 2005. Т.35. №11. С. 1013-1 014.

42.Кохановская Т. С. Методика расчета мс,к >j.?Ki родного зазора при проектировании электрода-инструмента i i электроэрозионной обработки. / Т. С. Кохановская // Электрофизичсс не и электрохимические методы обработки, вып. I - М., НПИМАШ, I1' М

43.Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Тарлыков В.А. Основы лазерной техники:

учеб. пособие для студентов приборостроительных специальностей вузов.

Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. 316 с.

153

44. Куликов И.С., Ващенко С.В., Каменев А.Я. Электролитно-плазменная обработка материалов. Минск: Беларусская навука, 2010. 232 с.

45.Лазаренко Б. Р. Физика )лек!ропскрово!о способа обработки металлов, вып.1./ Б. Р. Лазаренко, 11. И. Лазаренко - N4. ! ос >нер1-оиздат, 1946.

46.Лазаренко Б. Р. Электрические способы оЛрабо!ки металлов, и их применение в машиносфоеппи. / Б. Р. Лазаре, ¡ко - М.: Машиностроение, 1978. -40с.

47.Лазерная искра со сплошным каналом в воздухе / Ф.В. Бункин [и др.] // Квантовая электроника. 1983. Т. 10. №2. С. 443-444.

48.Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов / П.А. Леонтьев [и др.]. М.: Металлургия, 1986. 142 с.

49.Лазеры па алюмоиттриевом гранате с неодимом / Г.М. Зверев [и др.]. М.: Радио и связь, 1985. 144 с.

50.Лебедев Ю.А. СВЧ плазма и се применение // Физика конденсированного состояния: тезисы докладов IV международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии, 13-18 мая 2005 г., Россия, Иваново. 2005.

51 Левпг, М. Л. Влияние скороеIи течения жп..кисп1 в зазоре на стойкость )лекфода-инсфумепта. / М. Л. Лени1 Электрофизические и электрохимические меюды обрабогки, вып. ! М. 1111ИМАШ, 1972.

52.Левппеон. Е. М. Элекфо >ро зпонная обраб1 . ка: Справочное пособие по электротехнологии / Е. М. Левпнсон. В. С. Л> > - I Лсннздат, 1972. - 326 с.

53.Лепунов М. А. Элекфоэрозпопная обрабомс; мемл юв и сплавов. / М. А. Леиунов Е. Л. Цента, Э. II. Юфа - К.: Техника - 150 с.

54.Лесков Г. И. Электрическая сварочная дуга. N4.: Машиностроение, 1970. 335 с.

55.Лившиц А. Л. Ма[емаIпческая модель процесса электроэрозионной

обрабопси и устойчивость./ А. Л. Лини пц. С. Ф. Тимашев //

Электрофизические и электрохимические ме о и»1 обработки, вып. 6 - М.:

154

НИИМАШ, 1974.

56.Любимов В. В., Сабинин Е. А. Микроформообразование нетвердотельными инструментами // Современная электротехнология в промышленности центра России: труды XI региональной научно-технической конференции. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 3 - 10.

57. Любимов В.В., Грачев O.E. Электрофизикохпмическая обработка стали 12х 18н 1 От с применением нетвердотельного катода // Известия Тульского государственного университета. Сер. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Вып. 3. С. 483-491.

58.Любимов В.В., Грачев O.E., Сабинин Е.А. Анализ плазменных каналов, как инструментов, при импульсном лазерном излучении наносекупдной длительности // Современная электротехнология в промышленности центра России: труды XI региональной научно-технической конференции. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 53 - 64.

59. Любимов В.В., Грачев O.E., Степанов П.В. Исследование токоподводов к плазменному катоду для осуществления процесса электрофизикохимической обработки // Высокие, критические электро- и нанотехнологии: труды всероссийской научно-технической конференции. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. С. 41 -49.

60. Марин М. Ю. Динамика и структура оптических разрядов в бессолевых лазерных пучках: дис. ... канд. физ.-мат. наук. М., 2005. 101 с.

61. Мицкевич, М. К. Электроэрозионная обработка материалов / М. К. Мицкевич, А. И. Бушик, И. А. Бакуто и др. Минск. - Наука п техника, 1988.

62.Наматэвс А. А. Расчет" максимальных ра.,1\ан изотерм с заданной температурой на поверхностях электродов при > юмрпческих импульсных разрядах. / А. А. Наматэвс /У Электрофизшчч-кпс и электрохимические методы обработки, вып. 4 - М., НИИМАШ. NS ^

63.Намитоков. К. К. Влияние геометрии электродов на эрозию в различных

средах при низковольтных импульсных разрч i.i\ К. К. Намптокои, Е. В.

155

Ковалева, Л. Л. Харпсов // Элскфофпзп1 (.кие п злсктрохпмпческие методы обработки, выи. 8, - М„ ИИИМАШ, 1'>"6.

64. Направление электрического разряда сплошной лазерной искрой при фокусировке излучения С02-лазера коническим зеркалом / В.В. Апполонов [и др.] // Квантовая электроника. 2002. 'Г. 32. №2.

65.Немплов Е. Ф. Элскфо >розпонная обработка м ьерпалов / Е. Ф. Немилов. -J1.: Машиностроение, 1983.- 160 с.

66. Низкотемпературная плазма. Т. 6. ВЧ- и СВЧ-плазмотропы / С. В. Дресвин [и др.] // Наука. Сиб. отд-е, 1992. 319 с.

67. Носуленко В.И. Размерная обработка металлов хчекгрической дугой // Электронная обработка материалов. 2005. №1. С. 8-17.

68.Повышение производительности пол^ч.кювой и чистовой электроэрозпонной обработки путем ис;ч> п. низания трапзнсюрных генераторов импульсов: Тезисы доклада

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

70.Полонский Л.Я. Формирование сплошной протяженной лазерной искры и электрофизические свойства се капала: дис. ... канд. физ.-мат. паук. М., 1985. 183 с.

71.Пятницкий Л.Н., Коробкин В.В. Волновые пучки с компенсированной дифракцией и протяженные плазменные каналы на их основе // Труды Института общей физики. 2000. Т. 57. С. 59-1 14.

72.Рпвкин Э. М. Методика расчета вели1 пчы измененной зоны в приповерхностном слое деталей после licki р" шоипоГт обработки./ Э. М. Рпвкпп, М. III. Оно, А. Т. Кравеь Электрофизические и электрохимические методы обработки, вып. S - М 11ИИМАШ, 1977.

73.Рыбкин В.В. Низкотемпературная плазма как инструмент модификации поверхности полимерных материалов // Соросовский образовательный журнал. Том 6. 2001. №3. С. 58-63.

74.Рыкалин Н.Н. и др. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: справочник. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.

75.Свойства сплошных протяженных лазерных искр в газах пониженного давления/ А.И. Кобылянский [и др.] // Препринт ИВТАН №5-264. 1989. 59 с.

76.Создание в вакууме протяженного плазменного канала при воздействии квазибесселева пучка на мишень / В.М. Батенин [и др.]. Квантовая электроника, 2001. Т. 31. №5.

77.Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л. Амитан [и др.]. Л.: МашипосIроение, 1988. 719 с.

78.Структура искрового канала при оптическом пробое газов атмосферного давления в каустике аксикона / В.В. Коробкпн (и др.] // Квантовая электроника, 1989. Т. 16. №9. С. 1885-1894.

79.Структура канала лазерной искры в каустике аекпкона/ Марголнп Л.Я. [и др.] // Известия академии наук СССР. Серия физическая. 1989. Т.53. №3. С. 474-479.

80.Суминов В.М. Обработка деталей лучом лазера. М.: Машиностроение, 1969. 220 с.

81.Фокусировка гауссовых и гипергауссовых лазерных пучков аксиконами для получения сплошных лазерных искр , 13.В. Коробкпн [п др.] // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. №2. С. 265-270.

82.Формирование сплошной лазерной искры в воздухе / В.В. Коробкпн [и др.] // Квантовая электроника. 1985. Т. 12. №5. С. 957-963.

83.Формирование трубчатых бесселевых пучков света высокой мощности / Н.Е. Андреев [и др.] // Квантовая электроника, 1996. Т.23. №2. С. 130-13.

84.Фотеев II. К. Технология электроэрознонно; ооо юотки. / II. к. Фотеев -М.: Машиностроение. 1980,- 184 с.

85-Фотесв II. К. Расчет температурных полей I поверхностном сюе детали,

обрабатываемой электроэрозионным аюсо > • II. К. Фо^-ч. И. А.

Спрпшевская // Электрофизические и 1 к-к: рохпмичеекп е методы

157

обработки, вып. 2 - М.: НИИМА1П, 1991.

86.Ширшов И.Г., Котиков В.Н. Плазменная резка. JI.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. 192 с.

87.Щукин А.С. Лазерное импульсное формообразование деталей из хрупких неметаллических материалов: дис. ... канд. течи. паук. Тула, 2010. 148 с.

88.Экспериментальное исследование воздействия субтераваттного фемтосекундного лазерного излучения на прозрачные диэлектрики при аксиконной фокусировке/ А.А. Бабин [и др.] /' У(N11. 1999. Т. 16''. №1. 89.Экспериментальное моделирование системы лазерной молпнезащиты на установке с искусственным облаком заряженною водного аэрочопя / В.В. Апполопов [и др.] // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. № 6. 90.Электрофизикохимические методы обработки материалов: уче~>. пособие.

/ В.В. Любимов [и др.].Тула: ТулГУ, 2004. 255 с. 9 КЭлекфо эрозионная и элекфохпмичсч ля обрабомсг расчет, проектирование, изготовление и применение иекгродов-ин 'пументов. Часть Г. Электроэрозионная обработка. - М , ^Ки 92.Элекфоэрозионные гехнолот пи будущего и . Японии. Sodick 93.Электрофизические и электрохимические методы обработки ^птспиалов: учеб. пособие: в 2 т. Т.1. Обработка ма1ериалов с пен ч 1 ч;анием высококоннентрированных источников энерт ип / Б.А. Артаметм [и др.]; под ред. В. П. Смоленцева. М.: Высш. школа. 1983. 208 с.

94.Arunachalam С. Wire Vibration. Bow my ai breakage in - 1 OM. / C.Arunachalam M. Aniia, B. Bozknrl. P. I 1 nbank // P. > ngs of International Symposium Гот Electromachining 1S1 \\ ХП. 199b. ' ">) - 118.

95.Aulia M. Thermal analysis of EDM wire proi s M Aulia. П. 1 ' nil. P.T. Eubank // Proceedings of International Symposium for Elec >ning -1SEM XI1. 1998. P. 129 - 138.

96.Basak. 1. and A. Ghosh. Mechanism of spark g, eraiion during e'< n-hemical

discharge machining: a theoretical model and e- oenmental veri1" ¡. 'ournal

of materials processing technology. 1996.62(1! э io-53.

158

97.Borowiec A., Haugen H.K. Femtosecond laser micromachining of grooves in indium phosphide // Applied Physics A. No79 (2004). P. 521-529.

98.Bcrnd, M. After 60 years of EDM the discharge process remains still disputed / M. Bernd. Schumacher h Proceedings of Iniernational Symposium for Giectromachininii - ISEM XIV. 2004. P. 376 - i

99.Brujan E.-A. Stress wave emission and cavitation bubble dynamics by nanosecond optical breakdown in a tissue phantom // J. Fluid Mech. 2006. Vol. 558. P. 281-308.

100. Bhattacharya R., Jain V.K. and Ghoshdasticlar P.S. "Numerical Simulation of Thermal Erosion in EDM Process", Journal of the Institution of En"ineers (India), Production Engineering Division, Vol.77. 1996, pp. 13-19.

101. Camacho S.L. Industrial-worthy plasma torches: State-on-the-art // Pure & Appl. Chem. 1988. Vol. 60. No 5. P. 619-632.

102. Campbell S. Single-pulse femtosecond laser machining of glass // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. 7 (2005). P. 162-168.

103. Conrads FI. Plasma generation and plasma sources // Plasma Sources Sci. Technol. 2000. No 9. P. 441-454.

104. Cremers D. A. Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy. John Wiley & Sons, Ltd. 2006. 293 p.

105. David Attwood, "(EE213 Course Materials, UC Berkeley) Plasma Sources for EUV Lithography," 2009.

106. Dcscoeudres A. Optical emission spectro^-opv of electrical discharge machining plasma ; A. Dcscoeudres. ('. Ilollen-vm. R. Deme'layer. G. Walder // Proceedings of International Symposium for : cctromachining - ISEf> 1 XIV. 2004. P. 184- 191

107. Descoeudres A. Characterization of electrical discharge machining plasmas. Lausanne: EPFL, 2006. 125 p.

108. Dibitono D. D. and Eubank P. T., "Theoretical model of the electrical

discharge machining process I. A Simple Cathode erosion model," Journal of

Applied Physics, vol. 66, 1989, pp. 4095-4103.

159

109. Erden A., Effect of materials on the mechanism of electric discharge machining (EDM), Transactions ASME, Journal of Engineering Materials and Technology 108 (1983)

110. Eubank P. I. 1 hcorelical Models of the h'ecincal Discharge Machining Process. Part III: The variable Mass, Cylindrical Plasma Model. / P. T. Eubank, M. R. Patel, M. A. Rarrufet, A. B. Bozkurt J. Appl. Phvs., 73(11): 7900-7909(1993)

111. Fan C.-H. Modeling optical breakdown in dielectrics during ultrafast laser processing//Applied Optics. 2010. Vol. 40. No 18. P. 3124-3131.

112. Furutani K., Saneto A., Takezawa H., Mohri N., Miyake II. "Accertation of titanium carbide by electrical discharge machining with powdersuspended in working fluid", Precision Engineering vol. 25, 2001,pp. 138-144.

113. Fujimoto J.G. Time-Resolved Studies of Nd: YAG Laser-Induced Breakdown // Investigative Ophthalmology & Visual Science. 1985. Vol. 26. P. 1771-1777.

114. Kunieda M., Yanatori K. "Study on debris movement in EDM gap, International Journal of Electrical Machining",vol. 2, 1997, pp. 43-49.

1 15. Kumar Pallav, lshan saxena, Kornel f. Ehmann Comparative assessment of the laser-induced plasma micromachining and the ultrashort pulsed laser ablation processes. Journal of Micro and Nano-Manulacturing J Volume 2

116. Liao Y.S. The energy aspect of material property in WEDM and its application / Y.S. Liao, Y.P. Yu 7/ Proceedings >>i" International Symposium for Electromachining - ISEM XIV. 2004. P. 77 - 8.

117. Liu W. Femtosecond laser pulse filamentatiou versus optical breakdown in H20 // Applied Physics. 2003. P. 215-229.

118. Luo Y.F., "The dependence of interspace discharge transitivity upon the gap debris in precision electro-discharge machining", Journal of Materials Processing Technology,vol. 68, 1997, pp. 127-131.

119. Naddem H. Rizvi. Femtosecond laser micromachining: current status and

applications// Riken Review. No 50 (January, 2003). P. 107-1 12.

160

120. Ohara, H. Simulation of wire EDM / H. ( mia. f. Ishi/u, T. Ohsumi, Y. Iwata // Proceedings of International Symposium for Elcctromachining - 1SEM XU. 1998. P. 99 - 108.

121. Oeana. J.L., Morales, M., Molpeceres, C., E'.tcs J.: "Numerical simulation of surface deformation and residual stresses ! Ids in laser shock processing experiments" in Appl. Surf. Sei. 238 (2004) 24: '48.

122. Patel M. R., Maria B. A., Eubank P. I. an ! Dibitonto D.D., "Theoretical models of the electrical discharge machining oce->s. II. 'he anode eiosion model,'" Journal of Applied Physics. \ol. 66/9, I <9, pp. 41(1 i.

123. Perez R. Theoretical modeling of energy bal;. ce in electrocrosion/ R. Perez, H. Rojas, G. Walder, R. FlukigerProceeding-. <>! Interna'lenal Symposium for Electromachining - ISEM XIV. 2004 P. 198- 2<H

124. Perry M.D. Ultrashort-pulse laser machining of dielectric materials // Journal of Applied Physics. 1999. Vol. 85. No 9. P. 6803-6810.

125. Rajurkar, K. and S. Pandit, Quantitative Expressions for Some Aspccts of Surface Integrity of Elcctrodischarge Machined Components. J. Eng. Ind.(Trans. ASME), 1984. 106(2): p. 171-177.

126. Schaffer C. B. Dynamics of femtosecond laser-induced breakdown in water from femtoseconds to microseconds // Optics Express. 2002. Vol. 10. No 3. P. 196-203.

127. Schütze A. The Atmospheric-Pressure Plasma Jet: A Preview and Comparison to Other Plasma Sources // IEEE Transactions on Plasma Science. 1998. Vol. 26. No 6. P. 1685-1693.

128. Schwarz E. Laser-induced optical breakdown applied for laser spark ignition // Laserand Particle Beams. 2010. No 28. P. 109-1 19.

129. Schulze, 11.-P. Comparison of measured an simulate' rater morphology for EDM / H.-P. Schulze. R. llerms, 11. Juhrh. W Schaeizi«v>. G. Wollenberg // Proceedings of International Symposium for 1 ectromae'- nmg - ISEM XIV. 2004. P. 316 - 322

130. Shohet J.L. Plasma-Aided Manufacturing 11 IEEE Transactions on Plasma Science. 1991. Vol. 19. No 5. P. 725-733.

131. Sacchi. C.A.: Laser-Induced Electric Breakdown in Water. Journal of the Optica] Society of America B-Optical Physics N. >37- 345 (1091)

132. Shuvra D., Mathias KKlocke., F. EDM simulation: Unite element-based calculation of deformation, microstructure and residual stresses. Journal of Materials Processing Technology, Vol.142, pp. 434-451, (2003)

133. Stuart B.C. Nanosecond-to-femtosecond laser-indu*d breakdown in dielectrics//Physical Review. 1996. Vol. 53. No 4. P. 1749-1761.

134. Tamura. 1. Measurement of impulsive force md crater ¡"^¡nation in impulse discharge / T. Tamura, Y. Kobayashi / Proceedin Symposium for Electromachining - 1SEM XIV 2004 P. 2

135. Visan. A. A nev\ concept of defining and calculatu quantities of material removal form electrodes m EDM / / // Proceedings of International Symposium for Electrom 1989. P. 345 - 348.

136. Ivetic G.. Meneghin E., Troiani E. Applic rions ant' Shock Peening as a process for generation ol tompres.v Accepted for presentation at I-CKS-8, Riva del » i irdc. Ital

137. Ivetic G., Lanciotti A., Finite Element anal us of La Aluminium alloy 7050-T7451 thick plates. >'escnted ; Congress on Laser Penning, San Francisco, US \ April 2n

138. Noack J.. Vogel. A. Laser-Induced PLtMna For Nanosecond to Femtosecond Time Scales Calcula Absorption Coefficients, and Energy Densit- IEEE ! Electronics 35. I 156-1 167 (1999)

139. Vogel A. Energy balance of optical breakdown in \\a femtosecond time scales // Applied Physics. 1999. P. 271

of International 216.

the characteristic 17isan, I. Gavrilas

ming - 1SEM IX.

merical of Laser esidual str^ses / ne 2010.

ihock Peen-bg of he 2 Interiation

mi yin Water at of Thre holds, ial of Q- ntuni

at nanosecond to

140. Vogel A. Femtosecond-Laser-Induced Nanocavitation in Water: Implications for Optical Breakdown Threshold and Cell Surgery // Physical Review Letters. 2008. No 100.

141. Vogel A. Plasma Formation in Water by Picosecond and Nanosecond Nd: YAG Laser Pulses - Part I: Optical Breakdown a! Threshold and Superthreshold Irradiance // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 1996. Vol. 2. No 4. P. 847-859.

142. Vogel A. Shock wave emission and cavitation bubb'e generation by picosecond and nanosecond optical breakdown in water // .Acoustical Socety of America. 1996. Vol. 100. No 1. P. 148-165.

143. Yadav V., Jain V. and Dixit P., "Thermal stresses due to e'ectrical discharge machining", International Journalof Machine Tools Manul during, \<4. 42, 2002, pp. 877-888

144. Yeo, S., W. Kurnia, and P. Tan, Electro-thermal modeling of anode and cathode in micro-EDM. Journal of Physics D: Applied Ph> sic 2007. 40' ').

145. Yih-fongTzeng and Chen Fu-chen, "A simple approach fo- robust dc ign of high-speed electrical-discharge machining technology", International Journal of Machine Tool & Manufacture vol. 43, 2003, pp. 217-227.

146. Yu. Z.Y. Modelling and Simulation of Mieio EDM "ixx / Z.Y. Yu, J. Kozak, K. P. Rajurkar.

147. Zhang. W.W., Yao. Y.L., Novan, I.C.: "Micioscale !;^er hock peeping of thin films, part 1: Experiment, modeling and s.mutation" m ans. AS^'E 126 (2004) 10-17.

148. Zhengyang Li, Yang Mingjiang, Wenjin Liu. Vlinlin Zhoiv Investiga*ion on crater morphology by high repetitive rate ^ AG la^ *r-u luced d; harge texturing. Surface Coatings Technology 2005.