Повышение качества электроимпульсной обработки на основе прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат технических наук Бурдасов, Евгений Николаевич

• Бурдасов, Евгений Николаевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бурдасов, Евгений Николаевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ

1 1 Современное состояние вопросов эффективности применения

элекфоимпульсной обработки

12 Исследование износа электрод-инсфумеша при элекфоимпульсной обработке

1 3 Исследования шероховатости обработанной поверхности после

электроимпульсной обработки

1 4 Роль рабочей жидкое ж в процессе эпекфоискровой обрабо1Ки

1 5 Применение подхо юв нелинейной динамики цля исследования процессов

элек гроимпульсной обработки

1 6 Постановка задачи исследования Цель и задачи работы 45 ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2 1 Описание объекта и предмета исследований, измерительных преобразователей и применяемой аппаратуры для наблюдения и записи результатов

2 2 Методики проведения экспериментальных и теоретических исследований

2 3 Анализ сигнала акустической эмиссии peí исфируемой в процессе

элек гроимпульсной обрабо1ки

2 4 Применение вейвлсм-преобразования дня прогнозирования по сшнапам

акусiической эмиссии

2 5 Методология npoi нозирования износа Э1Гсктроц-инстр\мен1а и шероховатости обработанной поверхнос!и

2 6 Выводы по паве 67 ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА

3 1 Исследование впияния параметров эпектроимпульсной обрабо1ки на износ

элек i рода-инструмента

3 2 Исследование зависимостей параметров нелинейной динамики от режимов электроимпульсной обработки при изменении износа

3 3 Уаановтенис корре 1яционных зависимости меж i\ износом j 1еырод-инстр\меша и парамефами нелинейной динамики сигнала акус i ической эмиссии

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

4.1 Исследование влияния параметров электроимпульсной обработки на шероховатость обработанной поверхности

4.2 Исследование зависимостей параметров нелинейной динамики от режимов электроимпульсной обработки при изменении шероховатости обработанной поверхности

4.3 Установление корреляционных зависимостей между шероховатостью обработанной поверхности и параметрами нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии

4.4 Рекомендации по режимам обработки для минимизации шероховатости обработанной поверхности и алгоритм прогнозирования

4.5 Выводы по главе

ГЛАВА 5. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ

5.1 Математическое моделирование и вычислительный эксперимент

5.2 Имитационное компьютерное моделирование процесса электроэрозионной обработки

5.3 Проверка адекватности имитационной компьютерной модели процесса электроимпульсной обработки

5.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества электроимпульсной обработки на основе прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности»

ВВЕДЕНИЕ

В диссертационной работе рассматривается актуальная для машиностроительного производства научная и производственная проблема повышения качества электроимпульсной обработки на основе прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности при электроимпульсной обработке методами нелинейной динамики. Обеспечение надежности и эффективности процесса электроимпульсной обработки невозможно без информации о текущем состоянии электрода-инструмента и шероховатости обрабатываемой поверхности. Недоступность зоны обработки, сложность и скоротечность, многофакторность процесса ЭИО вынуждает строить модели и судить о процессе в МЭП, износе ЭИ и качестве обработанной поверхности по косвенным параметрам. Несмотря на значительные успехи в области прогнозирования износа ЭИ и шероховатости проблема повышения точности и качества ЭИО, быстродействия, надежности и простоты технической реализации и инвариантности к условиям ЭИО остается.

Актуальность темы. Одним из важных направлений повышения качества и точности обработки материалов в современном производстве являются контроль и прогнозирование износа инструмента и оценка шероховатости обрабатываемой поверхности. Однако, как показал анализ результатов исследований, существующие методы не позволяют комплексно контролировать износ электрода-инструмента и шероховатость в процессе электроимпульсной обработки материалов, а следовательно, выходные параметры с высокой степенью достоверности, в режиме реального времени.

Электроимпульсная обработка (ЭИО) в реальных условиях представляет собой сложный физический процесс, который носит нелинейный, стохастический характер. Экспериментальные исследования этого процесса в значительной степени затруднены вследствие сложности внедрения

измерительных приборов непосредственно в зону обработки. Физико-химические процессы, протекающие при ЭИО обработке, очень сложны и скоротечны, поэтому возникают трудности при их теоретическом описании. Развитие средств ЭВМ и их широкое распространение в современном производстве позволяет, используя основополагающие принципы изучения сложных систем, регулировать выходные параметры процесса обработки. К числу таких подходов к исследованию сложных систем следует отнести теорию синергетики и её направление нелинейную динамику. Критерии нелинейной динамики позволяют судить об износе электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности в процессе ЭИО, что позволяет проводить прогнозирование износа инструмента и оценки шероховатости в режиме реального времени, что в свою очередь позволяет повысить качество обрабатываемой поверхности.

В этой связи обеспечение качества ЭИО, оценка износа инструмента и шероховатости количественными характеристиками в режиме реального времени, исследование взаимосвязи износа инструмента и шероховатости с параметрами ЭИО, прогнозирование износа и шероховатости на основе критериев нелинейной динамики, корректировка процесса обработки с целью обеспечения качества является актуальной задачей современного машиностроения.

В настоящее время ЭИО в отечественном машиностроении приобретает все более широкое использование. Это обусловлено современными тенденциями развития обрабатывающей промышленности. На сегодняшний день для того, чтобы получать недорогую продукцию с прецизионной точностью исполнения размеров многие производители в инструментальном и основном производстве используют ЭИО.

Актуальность работы подтверждается выполнением ее в рамках НИР Г-27/10 «Физические принципы повышения надежности и устойчивости

процессов механической и электрофизической обработки на основе кванто-во-механических моделей на микро- и наноуровнях».

Цель работы: повышение качества электроимпульсной обработки путем прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности на основе подходов нелинейной динамики.

Для реализации указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. изучить возможность использования критериев нелинейной динамики для прогнозирования износа электрода-инструмента и оценки шероховатости обработанной поверхности, установить их зависимости от условий и параметров обработки;

2. выявить и дать физическое объяснение диагностирующим признакам для контроля износа электрода-инструмента и параметров шероховатости обработанной поверхности на основе критериев нелинейной динамики;

3. определить и исследовать источники акустической эмиссии (АЭ) при ЭИО и параметры нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии при электроимпульсной обработке;

4. установить и объяснить физические зависимости между величинами износа электрода-инструмента, шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью параметров сигнала АЭ при регистрации сигнала;

5. разработать алгоритм прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности;

6. оценить адекватность принятых моделей электроимпульсной обработки при помощи разработанной имитационной сеточной модели.

Методы исследования сочетают теоретический анализ и физический эксперимент. В теоретических исследованиях применялись методы теории цифровой обработки сигналов, технологии машиностроения, теории детерминированного хаоса, теории фракталов и теоретической нелинейной динамики. Экспериментальные исследования проводились по разработанной методике с помощью снятия и измерения параметров акустического сигнала на специаль-

но разработанных стендах в лабораторных условиях и в производственных условиях на технологическом оборудовании. Для обработки результатов экспериментов использовались статистические методы планирования.

Объекты исследования: процесс электроимпульсной обработки; электрод-инструмента для обработки металлов в процессе ЭИО материалов, применяемых в авиа-, судо-, и машиностроении; поверхность детали, обработанная электроимпульсным методом.

Предметы исследования: износ электрода-инструмента и шероховатость обработанной поверхности. Взаимосвязи между выходными качественными параметрами (износ применяемого инструмента, шероховатость) ЭИО, режимами электроимпульсной обработки и информационными параметрами нелинейной динамики (фрактальная размерность) через диагностические признаки сигнала АЭ, характеризующие физические закономерности процесса ЭИО. Взаимосвязи между износом применяемого инструмента, шероховатости обработанной поверхности при ЭИО, с одной стороны, параметрами режимов обработки - с другой, и критериями нелинейной динамики: фрактальной размерностью и размерностью аттрактора сигнала - с третьей.

Область исследований. Содержание диссертации соответствует п.2 «Теоретические основы, моделирование и методы экспериментального исследования процессов механической и физико-технической обработки, включая процессы комбинированной обработки с наложением различных физических и химических воздействий» паспорта научной специальности 05.02.07 - «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» (технические науки).

Научная новизна работы состоит: 1. в разработке нового подхода к исследованию стохастического процесса электроимпульсной обработки с помощью критериев нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии, регистрируемого в процессе обработки

для прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности;

2. в установлении корреляционных связей между шероховатостью обработанной поверхности, износом электрода-инструмента, с одной стороны, и критериями нелинейной динамики: фрактальной размерности сигнала акустической эмиссии из межэлектродного промежутка и размерность аттрактора, восстановленного по сигналу акустической эмиссии - с другой;

3. в установлении характера зависимостей шероховатости обработанной поверхности, износа электрода-инструмента и фрактальной размерности реконструированного по сигналу акустической эмиссии аттрактора от частоты следования рабочих импульсов, скважности и количества гребней в импульсе.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. рекомендации по практическому использованию прогнозирования износа электрода-инструмента и качества обработанных поверхностей на основе измерения сигналов АЭ на электроэрозионных копировально-прошивочных станках с ЧПУ, с целью уменьшения износа инструмента, повышению точности обработки, уменьшению количества деталей, отбракованных по параметру шероховатости, и повышения производительности электроимпульсной обработки на 10-12 %;

2. разработан комплекс программ для выбора оптимальных режимов ЭИО для различных материалов, позволяющий моделировать износ применяемого инструмента в процессе обработки сигналов акустической эмиссии и профилограмм шероховатости методом реконструкции аттракторов с последующим выявлением степени корреляции между характером износа инструмента и качеством получаемой поверхности;

3. результаты теоретических и экспериментальных исследований по контролю износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности внедрены в филиале ОАО «АХК «Сухой» «КнААЗ им. Ю.А. Га-

гарина», в учебном процессе ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», на кафедре «Технология машиностроения», «Машины и аппараты химических производств» и в рамках выполнения НИР Г-27/10 «Физические принципы повышения надежности и устойчивости процессов механической и электрофизической обработки на основе квантово-механических моделей на микро- и наноуровнях», выполняемому ФГБОУ ВПО «КнАГТУ» по заказу Минобрнауки РФ (приложение 2).

Положения, выносимые на защиту:

1. полученные результаты теоретических исследований и серии экспериментов как на производственных площадях, так и в лабораторных условиях, при ЭИО различных конструкционных материалов, установленные основные закономерности между входными и выходными параметрами электроимпульсной обработки, в частности скорость износа электрода-инструмента, шероховатость обработанной поверхности, производительность обработки от частоты следования импульсов, скважности;

2. установленные зависимости величины износа электрода-инструмента (ЭИ) и шероховатости обработанной поверхности от управляющих параметров ЭИО материалов, широко применяемых в машиностроении;

3. установленные связи величины износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности от критериев нелинейной динамики, в частности фрактальной размерности сигнала АЭ, регистрируемой в процессе обработки, в режиме реального времени. С увеличением ЭИ и шероховатости возрастает фрактальная размерность сигнала АЭ;

4. методика контроля и прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости поверхности на основе критериев нелинейной динамики по регистрируемым в процессе обработки акустическим сигналам.

Личный вклад автора: Изучение текущего состояния вопроса и постановка проблемы и задач аналитического плана, а также постановка задач экспериментальных исследований, непосредственно проведение экс-

периментов, обработка результатов и их интерпретация, разработка и оптимизация программного кода, используемого в зарегистрированных программных комплексах; разработка рекомендаций и методик прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности при ЭИО в режиме реального времени.

Апробация результатов исследования. Основные положения работы были представлены, докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях студентов и аспирантов КнАГТУ, г. Комсомольск-на-Амуре, в период 2007-2012 гг.; на международной образовательной конференции «National Instruments», г. Москва, 2008 г.; на международной научно-технической конференции «Теория и практика механической и электрофизической обработки материалов», г. Комсомольск-на-Амуре, 2009 г.; на XII краевом конкурсе-конференции молодых учёных и аспирантов, г. Хабаровск, 2010 г.; на всероссийской молодежной конференции МТИ-2011. г. Москва, СТАНКИН, 2011 г.; на международной научно-технической конференции «Современные технологии в машиностроении», г. Пенза, 201 1 г.; на российской научно-практической конференции «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения», г. Комсомольск-на-Амуре, 2011 г.; на IX Всероссийской научно-технической конференции. ДНДС-2011, г. Чебоксары, 2011 г.; на международной научно-практической конференции, г. Тамбов, 2011 г.; на 13 Joint China-Russia Symposium on Advanced Materials and Processing Technology, Harbin, China, 2012 r.

Публикации. Суть и содержание диссертации, рекомендации а так же результаты и выводы, полученные в результате исследований опубликованы в 16 работах, в том числе 5 - в журналах, входящих в перечень ВАК, 3 - авторские свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ, 6 - в материалах международных и всероссийских конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, заключения, библиографического списка использованной литературы, состоящего из 102 наименований, и 2 приложений. Основная часть работы изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 16 таблиц, два приложения на 14 страницах.

В первой главе проведен аналитический обзор научной литературы, а также материалов международных и общероссийских конференций, посвященных проблемам контроля и прогнозирования параметров процесса ЭИО. Проанализированы преимущества рассматриваемых методик прогнозирования показателей процессов ЭИО перед традиционными методами анализа устойчивости динамических систем.

Решение проблем воздействия на динамические системы и исследование процессов, протекающих в них рассмотрено в работах A.A. Кудино-ва, Б.М. Бржозовского, И.Г. Жаркова, B.JI. Заковоротного, Ю.Г. Кабалди-на, A.B. Кудинова, С.С. Кедрова, A.B. Пуша, М.Л. Орликова и др. Вопросы прогнозирования и управления процессами ЭИО исследовали Б.Р. Ла-заренко, A.C. Зингерман, И.Г. Некрашевич, Б.Н. Золотых, Иноуэ Киси, В.А. Ким, А.Я. Артамонов, В.М. Нуждов, А.И. Левит, Ф.Я. Якубов, Ю.С. Волков, А.Д. Верхотуров, А.Г. Суслов, Л.А. Ушомирская, В.К. Глухих, Л.Я. Попилов и др., однако рассмотренные методы оценки динамических процессов обработки материалов имеют один существенный недостаток -невозможность оценить динамику непосредственно в процессе обработки. Однако уровень развития техники в настоящее время позволяет производить оценку динамических процессов в ходе обработки, поэтому необходимо разрабатывать новые методы оценки динамики процесса обработки металлов.

Большой вклад в исследование и анализ размерной электроимпульсной обработки и ее использование в современном производстве внесли отечественные и зарубежные ученые супруги Б.Р. и Н.И Лазаренко, Б.Н.

Золотых, K.K. Намитоков, H.K. Фотеев, JI.Я. Попилов, JI.C. Палатник, В.Н. Подураев, В.П. Смоленцев, Б.П. Саушкин, Б.И. Ставицкий, A.JL Лившиц, М.Ш. Отто, А.Т. Кравец, И.Г. Некрашевич, М.К. Мицкевич, Б.А. Красюк, В.В. Любимов, Л.А. Ушомирская, А.Д. Верхотуров, В.А. Ким, Иноуэ Киси и ряд др. Проанализировав современное состояние методов исследования процессов ЭИО и параметров ее качества, были выявлены современное состояние вопросов эффективности применения ЭИО, существующие проблемы данной обработки в области обеспечения точности и качества. Определена степень влияния динамики процесса на параметры ее эффективности, такие как производительность и качество обработанной поверхности.

Отмечено, что исследования динамики ЭИО для обеспечения качества обработки детали, прежде всего, следует изучать взаимосвязи между динамическими явлениями и качеством поверхности детали и степень корреляции между ними. Таким образом, до настоящего времени мы не имеем достаточно полных и хорошо обоснованных математических моделей из-за сложности процесса электроимпульсной обработки детали. Поэтому для исследования динамики процесса следует применять новые подходы, одним из которых является нелинейная динамика.

Во второй главе изложены методы прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности при ЭИО. Представлены технические характеристики используемого технологического оборудования, измерительных преобразователей (датчиков) и аппаратуры для наблюдения и записи результатов измерения. Представлены методики проведения экспериментов. Динамические процессы при обработке существенно влияют на точность и качество обработки. Использование вэйвлет-анализа позволило определить параметры сигнала в режиме реального времени, т.е. в эволюционном развитии системы.

Методы фрактального анализа и теории информации, позволяющие находить глобальные взаимосвязи между переменными, входящими в структуру системы управления, и на основании этого производить оптимизацию обработки по величине фрактальной размерности сигнала, судят о степени хаотичности самого процесса. Анализ стабильности процесса по величине фрактальной размерности проводится по исследованию структуры самого сигнала, имеющего фрактальную структуру.

Представлен анализ источников акустической эмиссии при электроимпульсной обработке, к которым относятся: ударная волна, термоупругие и нестационарные напряжения, реактивное давление материала, вырываемого с поверхности детали, структурно-фазовые превращения (дислокационные процессы), образование и развитие микротрещин, электропластическая деформация. Следовательно, совокупность вышеперечисленных источников АЭ это ничто иное как волновая реакция обрабатываемого материала на подаваемый оборудованием импульс.

При ЭИО металлов периодически происходит диссипация энергии, следовательно, использование вейвлет-анализа в качестве диагностики процесса обработки является оптимальным. Следствием вейвлет-преобразования одномерного временного ряда является массив данных в масштабе пространство - время, где его временная локализация предоставляет информацию численно описывающие вклад различных составляющих сигнала разного масштаба в виде вейвлет-спектра.

Вейвлет-спектр позволяет оценить, как непосредственно иерархическую структуру временного ряда, так и алгоритм вычисления фрактальной размерности, на которой оно построено. Все акты диссипации отмечены на картине локальных максимумов появлением характерной яркой области на вейвлет-спектре.

Исследования проводились на следующих широко используемых в машиностроении и авиационной промышленности и широко распростра-

ненных конструкционных материалах с различными типами кристаллической решетки: 1. сплавы на основе железа - стали 45, 5ХНМА (решетка ОЦК); 2. титановые сплавы - ВТ20, ОТ4 (решетка ГПУ); 3. алюминиевые сплавы - АК4, Д16 (решетка ГЦК).

В качестве объекта экспериментальных исследований использовался электроэрозионный копировально-прошивочный станок с адаптивным программным управлением модели 4Л721Ф1 с широко диапазонным генератором импульсов ШГИ-40-440М с номинальным током 40 А и максимальной частотой следования импульсов 440 кГц. В качестве рабочих жидкостей при проведении экспериментальных исследований использовались такие составы как: сырье углеводородное для производства сульфа-нола (ТУ 38.101845-80), РЖ-3 (ТУ 38.101883-83) - рабочая жидкость для электроимпульсных станков.

Впоследствии проводился расчет с помощью таких программ как Statgraphics, Image.Pro.Plus, и с помощью разработанного программного комплекса ОупАпа1угег динамических характеристик ЭИО основываясь на полученных экспериментальных данных. Разработанные математические алгоритмы нелинейной динамики позволили проводить анализ состояния динамических систем посредством реконструкции её аттрактора и оценки фрактальной размерности и энтропии основываясь на изучении временного ряда сигнала АЭ.

Для того, чтобы выбрать параметры обработки, оптимальные по производительности с приемлемым качеством получаемой поверхности был проведён большой объем работ - экспериментальных исследований. А чтобы получить наибольшее количество информации при минимально необходимом объеме экспериментов использовался метод рототабельного планирования эксперимента. Опыты, проведение которых было рекомендовано во время планирования эксперимента позволили получить экспериментальную модель процесса, которая описывает процесс ЭИО наиболее точно.

В третьей главе дано описание экспериментальных исследований и их результатов по износу электрода-инструмента в зависимости от режимов ЭИО и критериев нелинейной динамики, в частности фрактальной размерности.

Для получения наибольшего количества информации при минимально необходимом объеме экспериментов для разработки адекватной стратегии исследования был использован метод композиционного рототабельного факторного планирования эксперимента. Из всего многообразия факторов были выбраны: частота следования рабочих импульсов/, кГц, скважность q, количество гребней в импульсе к , шт. У указанной группы факторов отсутствует линейная корреляция и она удовлетворяет требованиям совместимости.

Для установления зависимости между износом ЭИ, фрактальной размерности сигнала АЭ от частоты следования импульса и скважности был проведён ряд экспериментов. В результате проведённых экспериментальных исследований было выявлено, что характер зависимостей скорости износа ЭИ и фрактальной размерности сигнала АЭ от параметров обработки подобны друг другу для каждого из указанных материалов. Указанный факт даёт право применять фрактальную размерность как диагностирующий признак для качественного анализа износа ЭИ.

Численные значения коэффициента корреляции между износом ЭИ и фрактальной размерностью сигнала АЭ при изменении частоты: ОТ4 -0,891; АК4 - 0,750; 5ХНМА - 0,799; Сталь45 - 0,88; при изменении скважности: ОТ4 - 0,879; АК4 - 0,771; 5ХНМА - 0,924; Сталь45 - 0,742.

Также исследования показали, что наиболее тесной корреляцией с производительностью ЭИО обладает один из параметров сигнала АЭ -фрактальная размерность. То есть фрактальная размерность сигналов, регистрируемых в процессе ЭИО, может являться диагностическим показателем эффективности обработки.

В результате анализа экспериментальных данных установлено, что фрактальная размерность сигнала АЭ изменяется в сторону увеличения от

скорости износа и существенно зависит от обрабатываемого материала, т.е. возрастает степень хаотичности ряда.

Представленный анализ реконструкции аттракторов сигнала АЭ при ЭИО стали 5ХНМА медным электродом в режиме реального времени показала взаимосвязь фрактальной размерности аттрактора от износа ЭИ.

Установлено, что при изменении износа ЭИ форма аттрактора почти не меняется, но размерности аттрактора возрастает. Это свидетельствует об увеличении хаотичности динамических процессов обработки.

Анализ спектров временных рядов сигналов АЭ в процессе обработки показал смещение частоты в сторону увеличения от износа ЭИ и увеличения мощности сигнала, что свидетельствует об увеличении энергии, затрачиваемой в процессе ЭИО.

В четвертой главе были проведены аналогичные исследования для выявления зависимостей и корреляции между параметрами нелинейной динамики сигнала АЭ и шероховатостью обработанной поверхности.

В результате эксперимента установлено, что фрактальная размерность сигнала АЭ зависит от шероховатости, причем с увеличением шероховатости фрактальная размерность увеличивается для всех исследуемых материалов.

Среди базовых условий обработки, оказывающими влияние на шероховатость, можно выделить скважность и частоту импульсов. При возрастании этих показателей параметр шероховатости обработанной поверхности уменьшается. Вне зависимости от марки материала между фрактальной размерностью сигнала и параметрами обработки существует аналогичная взаимосвязь.

Аналогично, как в третьей главе, был использован метод композиционного рототабельного факторного планирования эксперимента для определения характера зависимостей шероховатости от частоты следования рабочих импульсов/, кГц, скважности д, количества гребней в импульсе к , шт.

Таким образом, анализ зависимостей показывает наличие корреляции зависимостей шероховатости 11а и фрактальной размерности от параметров обработки, что позволяет использовать фрактальную размерность сигнала АЭ. В качестве диагностирующего признака при прогнозировании шероховатости в процессе ЭИО.

Результатом корреляционного анализа стало выявление коэффициентов корреляции для пары параметров фрактальная размерность - шероховатость, значения которых не меньше 75 %. Так, при изменении скважности коэффициент корреляции для исследуемых материалов лежит в диапазоне 80-90 % АК4 - 0,825, ОТ4 - 0,865, 5ХНМА - 0,804, Сталь45 - 0,923, при изменении частоты: АК4 - 0,899, ОТ4 - 0,790, 5ХНМА - 0,783, Сталь45 - 0,812.

Анализ реконструкции аттракторов и спектров временных рядов сигнала АЭ при ЭИО с увеличением шероховатости показал, что размерность аттрактора растет, увеличивается мощность сигнала и происходит его незначительное смещение в область высоких частот.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований был разработан алгоритм прогнозирования износа электрода-инструмента и шероховатости обработанной поверхности при ЭИО. В результате реализации расчетных алгоритмов получается диагностическая информация, являющаяся управляющим сигналом для блока управления. Блок управления выдает управляющее воздействие для корректировки параметров ЭИО, в частности частота следования импульсов, скважность и количество гребней в импульсе.

В пятой главе с целью обоснования достоверности полученных зависимостей шероховатости обработанной поверхности и износа электрода-инструмента от условий обработки, оценки адекватности и исследования качества исполнения поверхности при ЭИО была разработана компьютерная имитационная модель. Моделирование процесса ЭИО производится в соответствии разработанным алгоритмом.

В процессе имитационного компьютерного моделирования условно были выделены следующие этапы:

- назначаются размеры рабочей области и ячейки сетки, задаются технологические параметры процесса ЭИО, затем на основании этих данных строится сеточная модель рабочей области;

- используя сеточную модель, производится расчет напряженности электрического поля в ячейках сетки в зависимости от текущего положения электродов и концентрации продуктов эрозии в рабочей жидкости;

- рассчитывается электрическая прочность локальных участков рабочей жидкости, в зависимости от концентрации содержащихся в них продуктов обработки, и производится проверка возможности возникновения электрического пробоя между электродом-инструментом и электродом-заготовкой;

- если для данного положения электродов и концентрации продуктов эрозии пробой межэлектродного промежутка возможен, то рассчитывается траектория образования электрической дуги;

- в местах соприкосновения дуги с электродами формируются эрозионные лунки и рассчитываются направления разлета продуктов эрозии, образовавшихся в лунках;

- с учетом вновь образовавшихся продуктов обработки производится глобальный расчет движения всех продуктов эрозии в рабочей жидкости. При этом в случае использования принудительной прокачки рабочей жидкости всем частицам продуктов эрозии придается импульс, направление которого совпадает с направлением прокачки;

- затем снова производится расчет напряженности электрического поля в ячейках сетки в зависимости от текущей концентрации продуктов эрозии, и процесс моделирования итерационно повторяется.

Для построения сеточной модели рабочей области задаются диаметр электрода-инструмента Ои, глубина прошиваемого отверстия, тип РЖ и напряжение, подаваемое на электроды. Исходя из электрических свойств

используемой РЖ и напряжения импульсов, рассчитывается номинальный (для чистой РЖ) размер МЭП hM3n\

h

пМЭП r~ ' np

где Uu - напряжение импульса, В;

ЕЩ) - электрическая прочность незагрязненной РЖ, В/м.

В результате имитационного моделирования процесса образования единичных разрядов в межэлектродном промежутке установлено, что происходит повышенный угловой износ электрода-инструмента в связи с тем, что в этих местах наиболее ярко прослеживаются напряженности электрического поля.

При имитационном моделировании процесса образования продуктов эрозии в результате каждого единичного разряда установлено, что суммарное действие износа электрода-инструмента и продуктов эрозии изменяет величину межэлектродного зазора и, как следствие, форму и размеры обрабатываемого отверстия.

Проведенные компьютерные эксперименты подтвердили адекватность разработанной имитационной модели процесса ЭИО. Погрешность между экспериментальными и полученными с помощью модели результатами не превысила 6 %.

В приложении 1 представлены результаты исследований о возможности использования предложенной методики для прогнозирования износа режущего инструмента при точении. В приложении 2 приведены акты о внедрении результатов работы и свидетельства об официальной регистрации программ.

Автор выражает глубокую личную благодарность научному руководителю доктору технических наук, доценту М.Ю. Сарилову, доктору технических наук, доценту C.B. Биленко, доктору технических наук, профессору В.А. Киму за научные консультации, помощь в работе и постоянную поддержку и содействие при подготовке данной работы.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ

1.1. Современное состояние вопросов эффективности применения электроимпульсной обработки

Во время научно-теоретических, а также эмпирических исследований, при описании протекающих при ЭИО, были достигнуты существенные успехи. И это несмотря на то, что многие гипотезы и допущения, на которых основываются эти исследования трудно обосновать экспериментальным путем, и дать им однозначное обоснование. Однако не следует оставлять без внимания тот факт, что исследования технологического характера по электроимпульсной обработке проводились в весьма ограниченном объеме. В большинстве случаев все сводится к исследованию достаточно узкого диапазона параметров обработки, которые бы определяли достижение наибольшей производительности процесса обработки /1,30,77,82/. Такое отношение к вопросу, несомненно, привносит определённые сложности в теоретическом анализе полученных эмпирическим путем, данных. Это, в первую очередь, связано с тем, что производительность нельзя отнести к самым важным показателям эффективности технологии ЭИО. Проведя литературный обзор, научной и научно-технической литературы, а также труды известных научных деятелей периода 1975 -2005 гг., чьи работы внесли существенный вклад в теорию и практику электроимпульсной обработки /15,38,71,103/ и на основе материалов из вышеозначенных источников стало ясно, что вопросы качества обработанных электроискровым способом поверхностей, рассматривались практически в каждом случае, в диапазоне значений И/и и ¿и где производительность процесса - максимальна. Многие из исследователей зачастую оста-

навливались на изучении неровности профиля (её высоты) в определённом режиме. Помимо шероховатости изучила микротвердость и толщина изменённого во время обработки слоя. В дополнение к изучению качества обработанной поверхности проводились исследования по изучению производительности обработки. При этом зачастую не обращается внимание возможность иных соотношений между указанными параметрами и ¿и, значения которых лежат вне зоны оптимальных режимов обработки (рис. 1.1).

200 600 Ю00 t„, мкс

Рис. 1.1. Оптимальные режимы электроимпульсной обработки

Из всего вышеперечисленного следует необходимость проведения технологических, экспериментальных, теоретических исследований ЭИО не только в области зоны I, но и в зонах II и III т.е. на различных режимах, с использованием различных материалов электрод-инструмента и электрод-заготовки. В качестве материала электрод-заготовки целесообразнее брать материалы, имеющие широкое применение в современном производстве, кораблестроении, при производстве космической техники, в самолетостроении. В качестве материала электрод-инструмента: углеграфито-вый материал, графит, медь, композиционный материал; электрод-заготовка - 5ХНМА, 12Х18Н9Т, АК4, ОТ4, Ст45.

Процесс ЭИО подразумевает наложение друг на друга большого числа единичных лунок, т.е. происходит формирование шероховатости обрабатываемой поверхности. Изучение процесса ЭИО, его динамики должно быть направлено на повышение качества обработки за счет установления взаимосвязи между различными динамическими параметрами процесса обработки и качеством обработанной поверхности, в частности её шероховатостью, износом электрод-инструмента /2,20,23,99/. С помощью таких критериев нелинейной динамики как информационная энтропия, фрактальная размерность, показатель Ляпунова можно описать динамическую систему (характер её поведения). При этом сохраняется основополагающий характер и роль производительности ЭИО как основного фактора конкурентоспособности рассматриваемого вида обработки /8,25,47,49/.

Из всего разнообразия причин, определяющих надёжность ЭИО, можно выделить режимы обработки. Не существенно снизив качество обработанной поверхности, можно повысить производительность ЭИО благодаря уменьшению скважности импульсов. А скважность в свой черёд можно уменьшить, прибегнув к различным техническим решениям (например, к конструированию генератора импульсов).

Одновременное выполнение двух важных аспектов ЭИО: повышение качества обрабатываемой поверхности и вместе с этим обеспечение высокой производительности ЭИО можно при помощи различных технологических способов, например, разделение черновых режимов обработки и чистовых, со сменой электрод-инструмента. Некоторые иностранные компании уже многие годы занимаются разработкой оборудования для ЭИО со встроенной системой ЧПУ СЫС-типа с автоматической сменой электрод-инструмента. В таких станках основная цель - повышение производительности за счет разделения черновых операций от чистовых /43,64,74/.

Качество обработанной поверхности (её шероховатость) является одним из основных показателей ЭИО. При неизменных параметрах еди-

ничных импульсов, она зависит от свойств материала электрод-заготовки. Приняв во внимание исследования, приведенные в работе /103/, можно сделать вывод, что в случае если длительность импульсов лежит в диапазоне 20-2000 мкс, то амплитуда тока, а точнее его импульсов, оказывает существенное влияние. А в диапазоне 0,1 до 10 единиц микросекунд, наоборот, - большее влиянии оказывает длительность импульсов. На шероховатость обработанной поверхности кроме теплового потока, как производной амплитуды импульсов тока и их длительности, также оказывает влияние свойства рабочей жидкости, материал электрод-инструмента и форма импульсов /89,104/.

Из сказанного вытекает, что соответствие между такими параметрами обработки как энергия импульса и его длительность способствует максимизации технологических показателей ЭИО и поддержанию стабильности протекающего процесса в целом. На практике этого соответствия добиться очень сложно и, как правило, всё сводится к применению различных табличных данных, полученных эмпирически /29,54/. Означенный подход сложно назвать идеальным, т.к. любая таблица эмпирически полученных значений не может охватить всё количество факторов и рассмотреть всё количество ситуаций, возникающих при ЭИО.

В зависимости, приведенные в работах /20,83/, между энергией импульса и его длительностью включены различные коэффициенты, полученные опытным путём, определить которые можно лишь по результатам предварительно проведённых экспериментов. К сказанному следует добавить, что результаты таких экспериментов являются неоднозначными и сильно зависят от параметров обработки, материалов электродов и свойств жидкости. Поэтому приводимые зависимости энергии импульса от длины импульса, в этих работах, не являются панацеей и не претендуют на широкое применение.

Зависимости между длительностью электрического импульса и его энергией рассматривалось также в работах/19, 63, 77/, где рассматривалось

его влияние на электроды. В частности обосновывается выбор технологических параметров процесса ЭИО, позволяющих достичь требуемый уровень точности обработки и при этом не превысить шероховатость обрабатываемой поверхности. Но в этом случае, необходимо использовать знания об электронном строении материала электрод-инструмента. В связи, с чем процесс расчета указанных зависимостей затруднен в значительной мере. Немало трудов посвящено выявлению характера зависимости шероховатости обработанной поверхности от параметров лунки, в первую очередь от её геометрии /1, 42, 55, 61, 66, 87, 99,100/. Однако представленные данные также не претендуют на универсальность ввиду недостатка информации. Например, при расчёте зависимостей в литературных данных /30, 64, 71,78/ нет информации о скорости частиц, вырываемых с поверхности металла во время образования дуги, о характере тепловых потоков в межэлектродном промежутке, отсутствуют уравнения, характеризующие глубину и радиус лунки в зависимости от параметров процесса. Что и обуславливает невозможность расчёта параметров шероховатости обработанной поверхности по представленным зависимостям. В других работах /2, 15, 29, 40, 44/ во время расчётов возникают новые трудности. Значения коэффициентов, используемых в уравнении, характеризуются значительным разбросом и не всегда очевидно, какое значение следует использовать вовремя расчёта при тех или иных условиях обработки.

Принимая во внимание всё вышесказанное очевидно, что на данный момент отсутствуют однозначные зависимости для расчёта параметров шероховатости при определённых условиях (параметрах процесса) проведения ЭИО. При этом, львиная доля предлагаемых вариантов решения вопросов повышения качества ЭИО основано на механическом вмешательстве в конструкцию оборудования, при этом возможность применения вычислительных машин, оставляя за рамками рассмотрения.

По данным источников /42, 53/ во время изучения условий ЭИО была выявлена возможность управления процессом обработки. Суть которого сводится к тому, что во время процесса ЭИО неизбежна пауза между импульсами, во время которой можно осуществлять адаптивное управление во время отклонении параметров процесса от заданных. Так проводя измерения контролируемых параметров, во время паузы можно осуществлять корректирующее воздействие для возвращения к оптимальному режиму. Благодаря импульсному характеру процесса стало возможным оптимизировать процесс обработки и даже автоматизировать его посредством изменения качественных и количественных параметров процесса ЭИО

В работе /104/ приводится алгоритм, учитывающий заданные параметры обрабатываемой детали (такие как волнистость и шероховатость поверхности), которые должны получиться на выходе и рассчитывающий на базе этих данных оптимальные параметры обработки. Однако и здесь есть свои минусы: представленный алгоритм проводит все расчёты перед началом процесса и не позволяет корректировать процесс во время обработки детали.

Уровень развития ЭИО сегодня находится на таком уровне, который позволяет решать многие проблемы обрабатывающей промышленности. Электроимпульсная обработка имеет в своем резерве ряд неиспользованных технологических возможностей для дальнейшего развития /62, 95, 102/. Среди проблем метода ЭИО можно выделить наиболее важные и требующие незамедлительного устранения:

- систематизация данных, полученных опытным либо полуэмпирическим путем. Переход к теоретическому описанию процесса. В ЭИО долгие годы ограничивались небольшим диапазоном параметров обработки, на которых была бы максимальная, что существенно затруднило теоретизацию экспериментальных данных;

- для сохранения конкурентоспособности ЭИО на прежнем уровне и её повышения требуется разработка методов и средств повышения её производительности - одно из основных условий сохранения и повышения конкурентоспособности ЭИО. В этой связи точность формообразования и шероховатость представляют повышенный интерес;

- повышение уровня автоматизации на различных стадиях производства. Повышение уровня искусственного интеллекта, применяемого в адаптивных системах, управляющих производственным оборудованием - все это в практике применения ЭИО обеспечивает переход к безбумажным технологиям, где присутствие человеку будет номинальным;

- острая необходимость повышения уровня технических средств, унификация конструкции оборудования для ЭИО, использование модульного принципа при производстве основных элементов, за счет использования прецизионных двигателей, применения новых материалов открывает новые горизонты перед разработчиками электроэрозионных станков и их составляющих;

- создание систем на основе иного оборудования (таковыми могут являться сверлильные станки или фрезерные) путём его модернизации и оснащения рабочими органами и источниками питания для проведения ЭИО.

В 90-ые года в нашей стране был заложен базис разработки оборудования и технологий для ЭИО, и характеризуется прямой зависимостью эффективности ЭИО от характеристик оборудования.

В современном машиностроении активными темпами разрабатываются новые генераторов импульсов, которые при изменении габаритных параметров заготовки позволяют изменять режимы во время обработки с учётом условий протекания процесса /24,26,89,102/. Разработкой такого оборудования занимаются европейские фирмы Herbert Walter, Ingersoll, Elotherm, AGIE, Charmilles Technologies, ONA, CDM Rovella, EroTech др. Одной из ведущих стран является Япония, где их изготовлением занима-

ются такие фирмы, как «SODICK Co. Ltd.», «Mitsubishi», «Fanuc», «Makino», «Hitachi». Из всего разнообразия оборудования, поставляемого в Россию передовым направлениям развития машиностроения/27/ отвечают станки компании «SODICK Co. Ltd», пока единственной фирмы, выпускающей электроэрозионные станки с линейными двигателями, оснащённые нейросетевой системой адаптивного управления, позволяющей повысить эффективность ЭЭО. Несмотря на то, что российские станкостроители отстают от своих заграничных коллег, объём производимых электроэрозионных станков, реализующих новые технологии увеличивается.

Оснастив системами адаптивного управления электроэрозионное оборудование, можно не только оптимизировать технологические режимы, но и контролировать расход диэлектрика /64,89/.

Надёжность и производительность обработки, а также её себестоимость позволяют оценить эффективность ЭИО основываюсь на показателях экономической эффективности и качества непосредственно самого процесса, коими являются разница между теоретическим и практическим значение деформированного слоя, не соответствие размеров детали с данными чертежа, несовпадение классов шероховатости /72/.

Как за рубежом, так и в нашей стране был выполнен колоссальный объем экспериментальных и теоретических исследований, привнесших существенный вклад в изучение процесса электроэлектроимпульсной обработки. Б.Р. и Н.И.Лазаренко, A.JI. Лившиц, Б.А. Красюк, А.И. Аронов, М.Ш. Отто, Б.А. Артамонов, О.В. Падалко, М.Л. Левит, К.К. Намитоков, Н.К. Фо-теев, И.Г. Некрашевич, Б.И. Ставицкий, Х.Г. Ландау, Н.Р. Хильберт внесли огромный вклад в вопросы технологии и физики процесса ЭИО.

В большинстве изученных работ, исследователями решалась задача определения существенных факторов, обуславливающих технико-экономические показатели ЭИО. Было достигнуто повышение производительности, при приемлемом качестве обработки материала. Это хорошо

прослеживается в работах таких учёных, изучавших процесс электроимпульсной обработки, как: A.C. Зингерман, А.Б. Сосенко, A.JI. Лившиц, А.И. Аронов, И.С. Рогачев, А.Т. Кравец, A.A. Устьянцев, М.И. Боранов-ский и др. /30, 66, 67/. Однако при этом получить качественную поверхность, требуемую производством, ЭИО не позволяет. Таким образом, черновому этапу ЭИО уделяется наибольшее внимание исследователей. Далее проводится чистовая и доводочная ЭИО.

Основной целью исследования процесса ЭИО является достижение необходимого качества и обеспечение оптимальной производительности. При этом следует уточнить, что при электроискровой обработке зачастую ведется только чистовая и доводочная операции. На выборе подавляющего количества режимов обработки следует заострить внимание, даже не смотря на тот факт, что аспекты обуславливающие эффективность электроискровой обработки, сходны с электроимпульсной /87,94/.

Влияние того, как режимная часть ЭИО влияет на показатели эффективности, конструирование генераторов нового поколения и создание схем обработки, параметры рабочей среды, варианты комбинирования материалов пар электродов - основные направления движения для реализации поставленных целей.

Была выявлена прямая зависимость между параметрами оборудования для ЭИО и эффективностью его применения. Следует отметить важность режимов обработки /15,20/ как аспект, определяющий надежность ЭИО. То, на каком режиме обработки остановится оператор электроимпульсного оборудования, зависит от многих факторов: материал электрод-инструмента, материал электрод-заготовки, свойства рабочей жидкости и др. То, насколько точно и всеобъемлюще оператор учтёт соответствующие факторы, скажется на качестве обработанной поверхности и производительности обработки /37,89/.

Б.Р и Н.И. Лазаренко установили, зависимость производительности процесса ЭИО от свойств рабочей среды и от материала электрод-инструмента, а также предложили производительность обработки использовать в качестве показателя, характеризующего эффективность процесса обработки /57/. А связать мощность, длительность импульса, производительность, и теплопроводность удалось Б.Н. Золотых /38/. Также отмечено, что состояние и свойства рабочей жидкости в значительной мере влияние на технологические показатели ЭИО.

Как показали исследования /61/ производительность ЭИО и температуры рабочей среды (жидкости) тесно коррелируют. Производительность процесса ЭИО существенно зависит теплофизических свойств материалов, как инструмента, так и заготовки, которые менялись при изменении температуры рабочей жидкости. Изменение температуры влияет не только на характеристики электродов, но и меняет иные свойства жидкости, например, вязкость, которая напрямую влияет на выведение из рабочей области продуктов эрозии. Ражложение и газовыделение рабочей жидкости, при её нагреве, также влияет на производительность процесса ЭИО. Если сравнивать керосин и дистиллированную или чистую воду, то последнюю используют в качестве рабочей жидкости для получения прецизионной точности обработки.

Сложность электроэрозионного метода заключается в том, что процесс обработки зависит от множества условий и факторов. В работе /63/ установлена зависимость между скоростью удаления продуктов электрической эрозии из рабочей области, что в свою очередь влияет на производительность и формой электрод-инструмента. В случае углубления электрода в заготовку наблюдается ухудшение производительности. Связано это с увеличением рабочей площади обрабатываемой поверхности и затруднением выведения продуктов эрозии из межэлектродного промежутка. Работой /65/ подтверждается стабилизация процесса ЭИО в случае приня-

тия мер, оптимизирующих удаление частиц металла. Напряжение разряда, и энергия импульса от которого напрямую зависит производительность процесса обработки /2/, зависит от свойств материала электрода.

Все больший интерес проявляется к разработке систем нейросетево-го регулирования различных технологических процессов. Такой подход к управлению производством осуществим и в области электроискровой обработки. Так, например, японская фирма БосПс, являющаяся одним из ведущих мировых производителей электроэрозионных станков, выпустила в 2003 г. станок с адаптивной системой управления. Ими же был разработан новый генератор импульсов, позволяющий управлять режимами с учетом изменения размера поверхности обрабатываемого изделия и условий процесса ЭИО. Эти исследования также повышают производительность процесса обработки.

Большую роль в процессе ЭИО играет схемы формообразования, т.е. каким образом происходит обработка поверхности заготовки. Существуют два типа схем обработки - прямолинейное, поступательное движение электрод-инструмента и вырезание электродом-проволоки.

Согласно исследованиям /1/ уменьшение величины скважности импульсов увеличивает производительность процесса ЭИО без потери качества обрабатываемой поверхности заготовки. В связи с этим возникает необходимость сборки генератора «непрерывных» импульсов.

Существует способ повышения качества обрабатываемой поверхности и обеспечения высокой производительности, заключающийся в разделении операций на чистовые и черновые с одновременной заменой электрод-инструмента и установлением нового режима обработки.

Одновременное выполнение двух важных аспектов ЭИО: повышение качества обрабатываемой поверхности и вместе с этим обеспечение высокой производительности ЭИО можно при помощи различных технологических способов, например, разделение черновых режимов обработки и чи-

стовых, со сменой электрод-инструмента /101/. Некоторые иностранные компании уже многие годы занимаются разработкой оборудования для ЭИО со встроенной системой ЧПУ СМЗ-типа с автоматической сменой электрод-инструмента. В таких станках основная цель - повышение производительности за счет разделения черновых операций от чистовых.

Для решения задачи повышения эффективности процесса ЭИО необходимо разделить операции на черновые и чистовые проходы, а также обеспечить точность обработки и равномерный износ электрод-инструмента. При чистовых режимах скорость износа электрод-инструмента значительно больше, чем скорость удаления материала с обрабатываемой поверхности. В связи с этим происходит увеличение площади обрабатываемой поверхности, что снижает производительность и точность процесса ЭИО /2,101/.

Как следует из работы /68/, повысить равномерность износа электрод-инструмента можно, придав заготовке или инструменту орбитального импульса.

1.2 Исследование износа электрод-инструмента при электроимпульсной обработке

При ЭИО разрушению подвержена не только заготовка, но и электрод-инструмент /1,5,22,40,41,53/. В ходе обработки его размеры и форма изменяются, а значит, уменьшается точности обработки.

Износ ЭИ в основном зависит от параметров импульса, размеров обрабатываемой поверхности, материалов обоих электродов, от свойств РЖ и других факторов /87, 102/. В работе /78/ отмечено, что износа ЭИ происходит неравномерно. Это объясняется неодинаковым распределением разрядов на поверхности ЭИ, что вызывается как геометрическими факторами, так и неравномерным содержанием продуктов эрозии в МЭП.

Известны следующие приемы, позволяющие в той или иной степени уменьшить влияние износа на точность ЭЭО /1, 81, 87, 94, 102/:

1. Применение при изготовлении ЭИ материалов (меднографита, вольфрама, коксографитовых композиций), проявляющих стойкость к эрозии, например из.

Если расположить материалы для ЭИ по мере уменьшения их эррозионной стойкости, то получится следующая зависимость: графитированные материалы (МПГ-6, МПГ-7), вольфрам, медь, латунь, серый чугун, алюминий и его сплавы.

2. Прошивание сквозных отверстий ЭИ, имеющим верхнюю еще неизношенную часть, которая используется для калибрования отверстий на отделочных режимах. К недостаткам этого метода можно отнести увеличение глубины погружения электрода более чем в 2 раза и невозможность использования на начальном этапе параметров обработки с высокой мощностью вследствие возникновения неприемлемого продольного зазора.

3. Обработка с круговым поступательным движением ЭИ, когда радиус его вращения при переходах от чернового к чистовому или от чистового к доводочному режимам достаточен для компенсации как уменьшающегося зазора, так и износа. Применение этого способа ограничено из-за искажения геометрии обрабатываемой полости в местах, образованных пересечением прямых линий.

4. Обработка ступенчатым ЭИ, каждая ступень которого по мере внедрения в ЭЗ, если позволяет оборудование, работает в своем режиме (многоконтурная обработка черновой, получистовой и чистовой ступенями). Недостатком этого приема является сложность изготовления ЭИ.

5. Очерёдность смены ЭИ при последовательных переходах от черновых к чистовым и доводочным режимам. При этом ЭИ, использованный в качестве инструмента для обработки заготовки в черновом режиме в последующем не применяют на данной операции. При обработке последующих деталей на том

же режиме используют ЭИ, участвовавший в обработке на чистовом режиме. ЭИ, использованный на чистовом режиме, для данной операции больше не пригоден. Если к обрабатываемым деталям не предъявляют высоких требований по точности, то используют описанный метод смены нескольких электродов/34/.

6. Использование так называемых безызносных схем, при которых часть материала с заготовки или из рабочей среды осаждают на ЭИ, компенсируя тем самым его износ.

Опыты подтвердили, что наряду с вредным разрушающим воздействием при возбуждении разрядов на поверхности нагретого ЭИ откладывается слой углерода, выделяющегося благодаря пиролизу углеродосодержащих жидкостей. Вследствие чего на рабочих гранях ЭИ образуется своего рода защитный слой. Рентгеноструктурный анализ этого слоя показал, что он состоит из графита кристаллической структуры и включает частицы металла ЭЗ. Выбор параметров, обеспечивающих взаимное компенсирование процессов износа ЭИ и процессов его восстановления посредством осаждения углерода, зачастую' определяется поиском оптимальных значений рабочих напряжений.

7. Периодическая правка и калибровка рабочей части ЭИ.

8. Учет износа при проектировании ЭИ. Вследствие изменения размерных характеристик ЭИ, не совпадёт с формой обработанной детали. Так при износе ЭИ в процессе углубления в заготовку к требуемой глубине его размеры смогут обеспечить требуемую чертежом точность.

1.3 Исследования шероховатости обработанной поверхности после электроимпульсной обработки

Одним из основных показателей качества ЭИО является качество обработанной поверхности. Шероховатость обработанной поверхности зави-

сит при заданных параметрах единичных импульсов от теплофизических свойств материала детали. В работе /80/ получена аналитическая зависимость, связывающая шероховатость после ЭИО с теплофизическими константами материалов. Как показали исследования в работе /78/ существенное влияние оказывает колебания амплитуд тока при условии, что длительность импульсов лежит в интервале от 20 до 2000 мкс, а в интервале от 0,01 до 20 микросекунд, напротив, - изменение длительности импульсов. Конечно, кроме длительности и амплитуды импульсов тока на плотность теплового потока в импульсе, и следовательно, на шероховатость поверхности влияет как материалы электродной пары, характер импульсов, свойств рабочей среды/82/. Качество поверхности после электроэрозионной обработке определяют по шероховатости обработанного участка детали /78,81,89,93,102,103/.

В качестве параметра воздействия на процесс ЭИО наиболее удобным является шероховатость, так как этот параметр качества обработанной поверхности наиболее просто измеряется, а так же наиболее удобен для анализа процесса с позиций нелинейной динамики. Поверхности, полученные при электроэрозионной обработке, по характеру шероховатости значительно отличаются от поверхностей, обработанных резанием. Профиль обработанной поверхности представляет собой результат наложения друг на друга огромного числа лунок (рис. 1.2). Микрогеометрия поверхности зависит от условий электроимпульсной обработки, в том числе физических свойств материала заготовки, габаритов обрабатываемой поверхности, свойств рабочей среды и т.д. Связь между высотой микронеровностей и

энергией импульсов имеет вид /89,102,103/:

Я2=СК- ^ или

ги I лТ

иСР 1СР

/

где Ск - коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал.

тате чего увеличивается производительность;

г) резко увеличивает электрическую прочность МЭП, что позволяет выделять в нём большие значения энергии;

д) охлаждает электроды.

Поэтому к РЖ предъявляются следующие требования /23,28,40,55,78/: низкая динамическая вязкость (малое сопротивление движению продуктов эрозии); высокая плотность (способность передавать частицам продуктов эрозии воздействие от ударных волн, возникающих при разрядах); низкая электрическая прочность (возможность использовать низкие напряжения импульса); высокая температура вспышки (неспособность воспламеняться в процессе обработки); высокая температура начала кипения (уменьшение времени существования в зоне обработки пузырьков вскипевшей РЖ, образовавшихся после разряда); высокая охлаждающая способность (лучший отвода тепла из зоны обработки); низкая испаряемость; хорошая фильтруе-мость; химическая нейтральность (низкая коррозионная активность) к материалу ЭИ и обрабатываемой заготовке; неизменяемость под воздействием высоких температур во время разряда т.е. сохранение физико-химических свойств; высокая стойкость в процессе обработки; надежные электроизоляционные свойства; безопасность в эксплуатации; низкая токсичность; невысокая стоимость.

На технологические показатели ЭИО существенное влияние оказывают вид, состояние и РЖ. На стадию формирования пробоя МЭП оказывают влияние вязкость рабочей жидкости и её диэлектрические свойства. То, как быстро токопроводящие частицы образуют «цепочку» в раюочей жидкости для возникновения пробоя, определяется вязкостью /76,99/.

При возникновении электрического разряда, химические элементы рабочей среды, испаряясь с поверхности электродов, образуют новые химические соединения вступая в контакт с оксидными пленками, возникающими на электродах. Эти соединения оказывают значительное влияние на термо-

электрические свойства электродов; от того изменятся ли свойства разряда будет зависеть скорость эвакуации частиц металла ЭЗ и скорость износа ЭИ. При этом на ЭИ образуется защитный слой в виде тонкой плёнки. Во многом физические и химические свойства РЖ определяют динамику протекающих в МЭП процессов /76,99/.

В дальнейшем, на момент когда происходит эвакуация продуктов эрозионного процесса непосредственно из области удара тока, наиболее значимым фактором является вязкость рабочей жидкости. При возрастании этого параметра количество захватываемых РЖ частиц также возрастает, в связи с чем улучшается и процесс их эвакуации. Но следует уточнить, что в случае малого МЭП, возникает затруднение для движения рабочей жидкости, и снижается качество эвакуации материала. С другой стороны, чем ниже вязкость, тем лучше циркуляция, лучше условия удаления мелких частиц, тем меньшие зазоры можно использовать. Последнее особенно важно при работе на «мягких» режимах, обеспечивающих высокую точность и качество обработанной поверхности. При работе на «грубых» режимах наибольшая производительность достигается при использовании более вязких жидкостей. Загрязнение РЖ продуктами эрозии снижает производительность обработки /27,30,38,102/.

Помимо вывода продуктов эрозии рабочая жидкость выполняет функцию охлаждения зоны обработки и тем самым препятствует преждевременному разрушению электрод-инструмента.

Как сказано в работе /1/, особые электрические свойства среды (её диэлектрическая составляющая) влияют на величину зазора пробивания при установленных параметрах: амплитуда разности потенциалов на электродах и, как результат, меняется зависимость между энергией, испускаемой на электродах. Хорошо прослеживается следующую зависимость: чем больше электропроводимость рабочей жидкости, тем меньше МЭП для разряда и тем больше полярность и, соответственно, ухудшается качество

эвакуации частиц метала из межэлектродного промежутка. Вязкость РЖ влияет на скорость расширения канала разряда и опосредствованно - на производительность обработки. Снижение производительности при расширении канала разряда вызывается соответствующим уменьшением плотности потока энергии в нем /41/.

При обработке небольших поверхностей на незначительную глубину эвакуация продуктов эрозии осуществляется главным образом, за счет циркуляции РЖ под действием парогазовых пузырей, образующихся в зоне действия канала разряда. При обработке больших поверхностей или при большой глубине обработки условия эвакуации значительно ухудшаются за счет удлинения трасс эвакуации, поэтому в этих случаях необходимо применять принудительную прокачку /40/. Для каждого вида ЭИО применяют РЖ, обеспечивающие оптимальный режим обработки. На черновых режимах с большой энергией импульса рекомендуется применить РЖ с вязкостью (5 6)-10~4 м2/с, а на чистовых режимах, когда МЭП малы, - с вязкостью (1,8 ^ 3)-10~4 м2/с /41/. В качестве РЖ для ЭИО применяют: керосин; масла индустриальные И12А, И30А, И40А (ГОСТ 20799-88); сырье углеводородное (ТУ 38.101845-80); смесь сырье углеводородное -трансформаторное масло; трансформаторное масло (ГОСТ 10121-76); рабочая жидкость РЖ-3 (ТУ 38.101964-83); рабочая жидкость РЖ-8 (ТУ 38.101883-83); вода (ГОСТ Р 51232-98).

1.5 Применение подходов нелинейной динамики для исследования процессов электроимпульсной обработки

Износ электрод-инструмента и шероховатость обработанной поверхности являются важными параметрами ЭИО, и в целях повышения качества - их прогнозирование становится первостепенной задачей Электро-

импульсная обработка это хаотичный, т.е. нелинейный процесс, что обусловлено /7,29,53/ несколькими причинами:

- накопление продуктов эрозии в МЭП, за счет ухудшения условий вывода из рабочей зоны частиц метала. Так, например, оборудование, может перейти из стабильного состояния в нестабильное с течением времени, когда электрод-инструмент углубляется в обрабатываемый материал, в случае если вовремя не принять мер для вывода продуктов эрозии из межэлектродного промежутка. Количество импульсов, повторно разрушающих частицы в МЭП возрастает;

- когда выбраны режимы обработки, несоответствующие обрабатываемой поверхности, точнее её площади. В случае, если выбран агрессивный режим обработки, а площадь обрабатываемой поверхности меньше, чем соответствует выбранному режиму, то время от времени жидкость вытесняется межэлектродного промежутка за счет образующихся паров и газов. Смена рабочей среды приводит к тому, что разряды прерываются, а в случае когда оператор или блок адаптивного управления дает команду уменьшить межэлектродный промежуток это приводит в появлению короткого замыкания;

- в случае обработки больших площадей на чистовых режимах - наблюдается нехватка энергии единичных импульсов. В связи с этим об эффективной эвакуации, активно накапливающихся продуктов эрозии, не может быть и речи. В связи с тем, что на чистовых режимах зазор между электрод-инструментом и заготовкой значительно меньше, чем при обработке на черновых режимах эффективный вывод продуктов эрозии затруднителен;

- промежуток между электродами не соответствует максимальному размеру продуктов эрозии. Зачастую Чаще нас не интересует вопрос, какой будет размер у образующихся частиц на выбранном режиме обработки и какой следует установить промежуток между электродами, потому как оборудования для ЭИО самостоятельно регулирует величину МЭП. В случае

появления в межэлектродном промежутке крупных частиц оборудование увеличивает расстояние между электродами. Когда диаметр частиц, в МЭП уменьшается - зазор между электродами уменьшается. Можно говорить о стабильности процесса ЭИО только в том случае, когда появление крупных элементов процесса эрозии стабильно во времени, а если их появление является скорее исключением, то после установления расстояния между электродами неизбежны короткие замыкания. Как правило это явление характерно неоднородной структуры обрабатываемого материала или если рабочая поверхность грубо исполнена;

- несоответствующий материал электрод-инструмента материалу заготовки для электроэрозионной обработки. В случае если инструмент и заготовка выполнены из стали, устойчивый процесс не может установиться, что обусловлено резко меняющимися параметрами процесса а наступлением вслед за серией коротких импульсов короткого замыкания. От оператора в данном случае ничего не будет зависеть.

Процессы в МЭП возможно описать только качественно вследствие их сложности и скорости протекания. Подходы нелинейной динамики как нельзя кстати. Физико-химические процессы, протекающие при электроэрозионной обработке очень сложны и скоротечны, поэтому могут быть описаны только качественно. Именно для описания и изучения процесса ЭИО мы используем некоторые подходы нелинейной динамики.

Нелинейная динамика - это наука, изучающая процессы, в динамических системах, течение которых нелинейно, их структуру и свойства. Нелинейным системам присуща одна уникальная особенность. В них можно реализовать большое число возможных режимов работы, которые будут зависеть от внешних условий, влияющих на систему, параметров самой системы и исходного состояния системы.

Процесс или объект, состояния которого в данный момент времени определяет система переменных и если есть закон, который определяет

путь дальнейшего развития в каждый последующий момент времени /49/. Кроме того подходы нелинейной динамики при использовании этого закона позволяют также прогнозировать будущее состояние системы. Поэтому этот закон часто именуют законом эволюции. Подобные динамические системы, как правило, описываются системами дифференциальных уравнений. Когда исследователь задает закон эволюции для динамической системы, у него для этого есть большое количество разнообразных инструментов. Это может быть и теория графов, и системы дифференциальных уравнений и др. От того какой инструментарий выберет исследователь зависит то, как будет выглядеть математическая модель, описываемой системы.

В нелинейной динамике есть несколько критериев оценки динамической системы. Чтобы оценить устойчивость динамической системы применяют показатель Ляпунова, если требуется оценить степень случайности - применяют энтропию, а фрактальную размерность применяют для оценки характера хаотических колебаний.

Показатель Ляпунова определяет насколько хаотичен аттрактор рассматриваемой динамической системы. Он показывает насколько сложны структура и поведение аттрактора динамической системы /47/. Каждый из вычисляемых показателей характеризует усреднённое значение скорости экспоненциального схождения (X, < 0) или расхождения (к, > 0) траекторий, которые на начальной стадии процесса могли накладываться друг на друга. Старший показатель Ляпунова имеет наибольшее значение: если A.i>0, то это означает, что поведение системы носит хаотичный характер, причем степень хаотичности пропорциональна значению показателя. Показатель Ляпунова задаётся по формуле:

\ - lim - log,

I —>OJ d( 0)-»0

\tj

dit) d{ 0)

П,

где = 0 показывает характер разбегания базовой траектории х

и траектории х/ с начальными условиями х(0) + &(0).

Энтропия - основополагающая характеристика, характеризующая динамическую систему с точки зрения степени случайности, являясь количественной характеристикой. В случае, если временной ряд имеет достаточное количество значений, можно рассчитать плотность распределения вероятностей, которая, в случае неизменности процесса не привязана ко времени /48/. Следующим шагом является вычисление энтропии Н _ ^p(<x)\ogp(x)dx. Т.к. процесс подсчета на ЭВМ характеризуется

своей дискретностью, то интегрирование заменяется суммой по диапазону: Н. = и в этом случае энтропия будет изменяться в ограни-

I

ченной диапазоне значений при этом оставаясь положительной.

Динамическая система будет считаться упорядоченной в том случае, если энтропия стремится к нулю. Это применимо для устойчивых процессов. Так энтропия динамической системы с хаотической природой - больше нуля и является конечным значением. Для идеальных хаотичных систем значение энтропии стремится к бесконечности.

Применение энтропии для характеристики степени хаотичности процесса имеет научное обоснование. С точки зрения Ляпунова любая хаотическая траектории будет неустойчива. Как указано в работе /50/, степень неустойчивости имеет в качестве количественной меры так называемые положительные показатели Ляпунова. Наличие положительных показателей Ляпунова ведет к перемешиванию и как результат получаем энтропию динамической системы. Очевидно, что показатель Ляпунова и энтропия тесно коррелируют показателями, характеризующими степень хаотичности динамической системы.

Фрактальная размерность аттрактора. Хаотические автоколебания выражаются в виде нецелой (дробной) размерности. В свою очередь размерность

аттрактора также представляет собой дробную величину, что позволяет ее использовать в качестве количественной оценки хаотических автоколебаний и определять их структуру /52,88/.

Количество главенствующих переменных в динамической системе позволяет оценить количественная характеристика фрактальной размерности аттрактора. Как сильно топология аттрактора отличается от его размерности, позволяет оценить фрактальная размерность. Ее значение характеризует степень хаотичности исследуемой динамической системы.

Для расчета фрактальной размерности применялся метод подсчета ячеек, производимый по временным рядам:

с-»» 1о§(1/ е)'

где _/У(б) - число точек аттрактора, попавших в ячейку; в - размер ячеек.

Наряду с этим методом также применялся метод поточечной размерности и метод Грассберга-Прокаччиа. Фрактальная размерность по своей сути является численным значением величины аттрактора. При этом аттрактор, являясь геометрическим отображением фрактальной размерности, характеризуется динамическими параметрами, разработанными в теории Ляпунова и в совокупности представляющие собой «ляпуновскую» размерность. Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности эффективного применения для исследования процесса электроискровой обработки фрактальных и «ляпуновских» размерностей. Нелинейная динамика, исходя из сказанного ранее, позволяет оперировать большим числом входных данных, составляя различные комбинации и алгоритмы, что позволяет проводить многофакторный анализ процесса электроискровой обработки, а именно математически представить и обосновать фазовые перемещения в пространстве. При изучении электроискровой обработки, как следует из всего выше сказанного, использование подходов нелинейной динамики позволяет достичь высоких результатов.

Для еще одного доказательства возможности применения подходов нелинейной динамики к исследованию электроимпульсной обработки были проанализированы известные основные характеристики параметров ЭИО в зависимости от параметров обработки. Большая часть из них носит ярко выраженный нелинейный характер, что подтверждает, что ЭИО сложный физический процесс, который носит нелинейный, стохастический характер.

и / 1 л / \

1 — 1 - У ' У

Износ элекгрода-инсфумента у = С(кх+кг 1п 1т-к, 1п/ц) Уравнение динамики изменения МЭП

Шероховатость поверхности Средняя мощность, подводимая к МЭП

¿5 сН

^Ж.у,

я..

Число пробоев МЭП за период времени Т

N = /Т,

- е

/=о

где /(7) - сила тока единичного импульса, А; и({) - напряжение единичного импульса, В; ск - время одного импульса, с; К - объемная концентрация проводящих частиц; К| - эмпирический коэффициент, характеризующий эрозийную стойкость материала электрода-заготовки; К2 - эмпирический коэффициент, характеризующий степень влияния режима обработки на шероховатость поверхности; Кз - коэффициент, характеризующий разрушение материала электрода заготовки на единицу вводимой энергии; К4 -эмпирический коэффициент, характеризующий степень влияния силы тока на износ ЭИ; К5 - коэффициент учитывающий условия обработки; Р -средняя мощность, подводимая к МЭП; Т0 - рассматриваемый период времени обработки; f - частота следования импульсов; 1т - амплитуда импульсов тока; ^ - длительность импульсов тока,

Рис. 1.3. Стадии процесса ЭИО и нелинейный характер зависимостей

основных характеристик ЭИО

1.6. Постановка задачи исследования. Цель и задачи работы

Одним из важных направлений повышения качества и точности обработки материалов в современном производстве являются контроль и прогнозирование износа инструмента и оценка шероховатости обрабатываемой поверхности. Однако, как показал анализ результатов исследований, существующие методы не позволяют комплексно контролировать износ электрода-инструмента и шероховатость в процессе электроимпульсной обработки материалов, а следовательно, выходные параметры с высокой степенью достоверности, в режиме реального времени.

В настоящее время ЭИО в отечественном машиностроении приобретает все более широкое использование. Это обусловлено современными тенденциями развития обрабатывающей промышленности. На сегодняшний день ЭИО считается стандартом для обработки и получения недорогой продукции прецизионной точности в станкостроении и при производстве интрументов. Из всего вышесказанного была сформулирована цель работы и с учетом поставленной цели были определены задачи исследований.

Целью работы является повышение качества электроимпульсной обработки путем прогнозирования износа электрод-инструмента и шероховатости обработанной поверхности на основе подходов нелинейной динамики.

Для реализации указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. изучить возможность использования критериев нелинейной динамики для прогнозирования износа электрод-инструмента и оценки шероховатости обработанной поверхности, установить их зависимости от условий и параметров обработки;

2. выявить и дать объяснение диагностирующим признакам для контроля износа электрод-инструмента и параметров шероховатости обработанной поверхности на основе критериев нелинейной динамики;

3. определить и исследовать источники акустической эмиссии (АЭ) при ЭИО и параметры нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии при электроимпульсной обработке;

4. установить и объяснить зависимости между величинами износа электрод-инструмента, шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью параметров сигнала АЭ при регистрации сигнала;

5. разработать алгоритм прогнозирования износа электрод-инструмента и шероховатости обработанной поверхности и оценить адекватность принятых моделей электроимпульсной обработки при помощи разработанной имитационной сеточной модели.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация в машиностроении», Бурдасов, Евгений Николаевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. В работе решена актуальная научно-техническая задача, состоящая в разработке алгоритмов прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности при электроимпульсной обработке различных материалов на основе подходов нелинейной динамики.

2. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования электроимпульсной обработки материалов, широко используемых в машиностроении, показали, что шероховатость обработанной поверхности и износ электрода-инструмента можно прогнозировать по фрактальной размерности сигнала акустической эмиссии из межэлектродного промежутка и размерности аттрактора, восстановленному по сигналу АЭ.

3. Установлен характер зависимостей шероховатости обработанной поверхности и износа электрода-инструмента от основных технологических параметров электроимпульсной обработки: частота следования рабочих импульсов, скважность, количество гребней в импульсе.

4. Разработаны технологические рекомендации для разных этапов обработки: при черновой обработке для минимизации износа и увеличения производительности необходимо использовать частоту следования рабочих импульсов от 8 до 22 кГц, скважность от 5,8 до 6,4, количество гребней в импульсе от 7 до 8; при чистовой обработке для минимизации шероховатости необходимо использовать частоту следования рабочих импульсов от 220 до 440 кГц, скважность от 1,3 до 1,7, количество гребней в импульсе от 6 до 7.

5. Разработана сеточная имитационная модель, основанная на физических процессах, происходящих при электроимпульсной обработке, которая позволила подтвердить достоверность полученных эмпирических зависимостей, определить зоны повышенного износа в углах и описать изменение величины межэлектродного зазора за счет образования продуктов эрозии. Расхождение результатов не превышает 6 %.

6. Применение разработанных технологических рекомендаций при электроимпульсной обработке позволяет повысить качество обработанной поверхности (снизить высотный параметр Ка шероховатости) в 1,2.2 раза при обработке материалов стали 45, 5ХНМА, ОТ4, АК4 и снизить массовый износ электрода инструмента до 38 %, что позволяет уменьшить трудоемкость изготовления детали и ее себестоимость.

7. Результаты исследований внедрены в филиале ОАО «АХК «Сухой» «КнААЗ им. Ю.А. Гагарина», а также на кафедре «Технология машиностроения» в учебный процесс дисциплин «Теория надежности изделий», «Методы обработки поверхностей», «Технология машиностроения» и на кафедре «Машины и аппараты химических производств» в учебный процесс дисциплин «Надежность и техническая диагностика систем» и «Технология машиностроения» в ФГБОУ ВПО «КнАГТУ».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Повышение эффективности и качества электроимпульсной обработки должно основываться на новых подходах анализа экспериментальных исследований и прогнозирования состояния износа электрод-инструмента и шероховатости обработанной поверхности. Использование современных средств вычислительной техники встраиваемой в электроэрозионное оборудование позволяет управлять выходными параметрами процесса электроимпульсной обработки. Это управление не возможно без применения фундаментальных подходов к исследованию сложных систем. К числу таких систем и относится электроимпульсная обработка. Поэтому применение фрактального анализа и подходов нелинейной динамики оказывается целесообразным и своевременным.

В работе рассмотрен новый подход к исследованию стохастического, нелинейного процесса электроимпульсной обработки с помощью критериев нелинейной динамики сигнала акустической эмиссии, регистрируемого в процессе обработки для прогнозирования износа электрод-инструмента и шероховатости обработанной поверхности. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать практические технологические рекомендации по режимным параметрам обработки для минимизации износа электро-инструмента и уменьшения параметра шероховатости при поддержании необходимой производительности, что в свою очередь позволило повысить качество обработанной поверхности (параметр Яа) в 1,2 . 2 раза и снизить массовый износ электро-инструмента на 38 %.

Полученные в работе результаты являются перспективной базой для создания адаптивных систем управления процессом электроимпульсной обработки на современном металлообрабатывающем оборудовании. В работе решена актуальная научно-теоретическая задача прогнозирования износа инструмента и шероховатости обработанной поверхности электроимпульсной обработки на основе подходов нелинейной динамики

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бурдасов, Евгений Николаевич, 2013 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артамонов, Б.А. Размерная электрическая обработка металлов / Б.А. Артамонов и др.; Под ред. A.B. Глазкова. - М.: Высш. Школа, 1978. - 336 с.

2. Артамонов, Б.А. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. Т. 1. Обработка материалов с применением инструмента / Б.А. Артамонов, Ю.С. Волков, В.И. Дрожалова и др.; Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983. - 247 е., ил.

3. Ашихмин, В.Н. Введение в математическое моделирование / В.Н. Ашихмин, М.Б. Гнтман, И.Э. Келлер и др.; Под ред. П.В. Тру-сова. - М: Логос, 2005. - 440 с.

4. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. пособие для ВУЗов / Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Шк. - 1985. - 327 с.

5. Биленко, C.B. Исследование процесса электроэрозионного прошивания отверстий / C.B. Биленко, М.Ю. Сарилов, E.H. Бурдасов, А.Э. Маслацова //Фундаментальные исследования. - 2012. - № 9. (Часть 4) -С. 882-888.

6. Бреев, C.B. Повышение качества обработанной поверхности при цилиндрическом фрезеровании на основе исследования напряженно-деформированого состояния зоны стружкообразования: дисс. канд. техн. наук. Комсомольск-на-Амуре.: КнАГТУ. - 201 1. - 151 с.

7. Бурдасов, E.H. Исследование устойчивости процесса электроэрозионной обработки с использованием критериев нелинейной динамики / E.H. Бурдасов, М.Ю. Сарилов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Том 14. - № 1. - С. 344 - 348.

8. Биленко, C.B. Компьютерное моделирование процесса электроэрозионной прошивки отверстий / C.B. Биленко, М.Ю. Сарилов, E.H. Бурдасов, А.Э. Маслацова // Ученые записки КнАГТУ. - 2012. - № 4. -С. 62-69.

9. Бурдасов, E.H., Сарилов М.Ю. Акустическая эмиссия и ее применение для исследования процесса электроэрозионной обработки: Материалы Российской научно-практической конференции «Фундаментальные исследования в области технологий двойного назначения». Комсомольск-на-Амуре: ФГБОУ ВПО КнАГТУ, 201 1. - С. 224-226.

10. Бурдасов, E.H., Сарилов М.Ю., Загалеев М.Р., Александров A.B. Акустическая эмиссия как инструмент для исследования процесса

электроэрозионной обработки. Сб. статей международной научно-технической конференции - Пенза: ПДЗ, 2011. - С. 22-23.

11. Бурдасов, E.H., Сарилов М.Ю. Аппаратура и способы регистрации параметров акустической эмиссии при электроэрозионной обработке. Материалы всероссийской молодежной конференции МТИ-2011. Сборник докладов - Москва: МГТУ СТАНКИН, 201 1. - С. 115-118.

12. Бурдасов, E.H., Сарилов М.Ю. Исследование процесса электроэрозионной обработки с помощью анализа сигналов акустической эмиссии. Сб. научных трудов международной научно-практической конференции - Тамбов: Изд-во Бизнес-Наука-Общество, 2011. - С. 34 - 35.

13. Бурдасов, E.H., Сарилов М.Ю. Фрактальный и вейвлет-анализ динамических процессов механообработки. - Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: Материалы 9 Всероссийской научно-технической конференции. ДНДС-2011 -Чебоксары: Изд-во Чуваш, гос. ун-та, 20 И. - С. 33-35.

14. Бреббия, К. Методы граничных элементов / К. Бреббия, Ж. Теллес, Л. Вроубел; пер. с англ. Л.Г.Корнейчук; под. ред. Э.И. Григолюка. -М.: Мир, 1987.-524 е., ил.

15. Вероман, В.Ю. Высокочастотная электроэрозионная обработка металлов и твердых сплавов. Л.: ЛДНТП. - 1968. - 68 с.

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

17. Верхотуров, А.Д., Исаева Л.П-.т Тимофеева И.И. Возможности~по-~~ верхностной карбидизации тугоплавких металлов при электроискровом легировании // Порошк. металлургия, 1980. - №6. - С. 42-47.

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

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

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

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

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

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

24. Генератор ШГМ-40-440М для электроэрозионных копировально-прошивочных станков: Технологическая инструкция / Кравец AJI, Титов А.И., Синяговский А.Ф., Донченко H.A., Арнольди Н.М., Ви-листер В.П.- М: ЭНИМС, 1985,- 35 с.

25. ГОСТ 25331-82. Обработка электроэрозионная. Термины и определения. - Введ. 1983-07-01. - М.: Государственный комитет СССР по стандартом: Изд-во стандартов, 1982. - 11 с.

26. Гудков, В.В. Перспективы использования электрофизических, электрохимических и комбинированных методов формообразования поверхностей деталей в машиностроении: Обзор. / В.В. Гудков, H.A. Петров.-М.: НИИМАШ, 1981.-64 с.

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

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

29. Зайцев, А.Н:-Математическое моделирование и оптимизация-инте- ~ " грированной технологии электрофизической и электрохимической обработки в САПР ТП. Автореф. дисс. докт. техн. наук. Воронеж: ВГТУ,- 1993.-40 с.

30. Зингерман, A.C. Электрическая обработка металлов. Д.: Маш. из. -1958.-26 с.

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

32. Зингерман, A.C. О природе сил выбрасывающих металл при электрической эрозии / Электрические контакты. М.: Энергия. - 1964. -С. 75 - 87.

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

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

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

36. Злыгостев, A.M., Сарилов М.Ю., Бобошко А.И. Исследование режимов электроимпульсной обработки стали Р6М5 методом планирования многофакторных экспериментов // Металлообработка. - 2004. -

№3.. с 10-12.

37. Золотых, Б. Н. 50 лет электроэрозионной обработке материалов: пройденный путь и перспективы дальнейшего прогресса // Электронная обработка материалов. 1994,- № 1. - С. 4 - 7.

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

39. Золотых, Б.Н. Возможности использования ЭВМ для автоматизации технологических процессов изготовления сложно-профильных деталей на электроэрозионных станках // Электронная обработка материалов,- Л 9-78,- № 2. - С. 14-18. -

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

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

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

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

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

45. Зингерман, A.C. Электрическая обработка металлов/ A.C. Зингер-ман. - Л.: Машгиз, 1958. - 26 с.

46. Золотых, Б.Н. Физические основы электроэрозионной обработки / Б.Н. Золотых, P.P. Мельдер - М.: Машиностроение, 1977. - 42 с.

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

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

49. Кабалдин, Ю.Г., Биленко C.B., Серый C.B. Управление динамическими процессами в технологических системах механообработки на основе искусственного интеллекта. Комсомольск - на - Амуре: ГОУ ВПО «Комсомольский - на - Амуре гос. техн. университет», 2003. - 201 с.

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

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

52. Кабалдин, Ю.Г., Соловьев В.А., Дерюжкова Н.Е., Биленко C.B. Управление технологическим оборудованием на основе искусственного интеллекта // Вестник машиностроения, 2001, №1 1, с. 52 - 57.

53. - Кабалдин,-Ю.Г., Сарилов М.Ю., Биленко-C.B. Повышение устойчи----

вости процесса электроэрозионной обработки и качества обработанных поверхностей на основе подходов искусственного интеллекта. Комсомольск-на-Амуре.: КнАГТУ - 2007. - 191 с.

54. Коваленко, B.C. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов / B.C. Коваленко. - Л.: Изд-во «Вища школа», 1975.-236 с.

55. Красюк, В.А. О физических процессах, лежащих в основе электрических методов обработки / В.А. Красюк // Электрические методы обработки. - М.: Машгиз, 1951. - 155 с.

56. Лазаренко, Н.И. Современный уровень развития электроискровой обработки материалов / Н.И. Лазаренко, Б.Р. Лазаренко // Электроискровая обработка материалов. Вып. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1957. -С. 37-49.

57. Лазаренко, Б.Р. Физика искрового способа обработки металлов / Б.Р. Лазаренко, Н.И. Лазаренко. - М.: ЦБТИ МЭП СССР, 1956. - 237 с.

58. Лазаренко, Б.Р. Электродинамическая теория искровой электрической эрозии металлов / Б.Р. Лазаренко, Н.И. Лазаренко // Проблемы электрической обработки материалов, 1962. - С. 44-51.

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

60. Лазаренко, Б.Р. и Лазаренко Н.И.. Электроискровая обработка то-копроводящих материалов. - М.: АН СССР, 1958. - 300 с.

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

62. Лазаренко, Б.Р. Состояние развития электроискровой обработки металлов за рубежом / Электроискровая обработка металлов. М.: Изд-во АН СССР. -

63. Левит, М.Л. Влияние скорости течения жидкости в зазоре на стойкость электрода-инструмента / М.Л. Левит // Электрофизические и электрохимические методы обработки. - М.: НИИМАШ, 1972, вып. 1.-С. 7-10.

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

65. Лившиц, А.Л. Характер изменения межэлектродного зазора по фасонной поверхности электрода при ЭЭО / А.Л. Лифшиц, Т.-С. Коха- -----

новская // Электрофизические и электрохимические методы обработки. Вып. 4.-М.: НИИМАШ, 1973.-С. 5-11.

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

67. Лившиц, А.Л. Электроимпульсная обработка металлов / А.Л. Лифшиц, А.Т. Кравец, И.С. Рогачев, А.Б. Сосенко. - М.: Машиностроение,1967. - 279 с.

68. Лившиц, А.Л. Электроэрозионная обработка металлов / А.Л. Лифшиц. - М.: Машиностроение, 1957. - 120 с.

69. Медведев, Ю.Г. Моделирование потоков жидкости решетчатым газом с кратными векторами скорости частиц / Ю.Г. Медведев // Материалы

70.

71.

72.

73.

74.

75.

76.

77

78.

79

80

81

82

83

84

международной конференции «Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах», Казань, 17-19 ноября 2008 г. Могорян, Н.В. Электрические методы обработки материалов / Н.В. Могорян. - Д.: Изд-во «Штиинца», 1982. - 223 с. Мицкевич, М.К. и др. Электроэрозионная обработка металлов / Под ред. И.Г. Некрашевича,- Минск: Наука и техника, 1988. - 216 с. Мицкевич, М. К. Использование электроэрозионной обработки в инструментальном производстве // Электронная обработка материалов.- 1993,-№ 6. - С. 8 - 12.

Мицкевич, М. К. Применение принципа «технологической пары» при изготовлении сопрягаемых деталей разделительных штампов // Электронная обработка материалов. - 1994. - № 1. - с. 26 - 29. Наугольных, К.А. Электрические разряды и воде / К.А. Наугольных, H.A. Рой. - Изд-во «Наука», 1971. - 155 с.

Налимов, В.В. Статические методы планирования экстремальных экспериментов / Налимов В.В., Чернова H.A. - М.: Мир. - 1965. - 340 с. Некрашевич, И.Г. Влияние взвешенных частиц металла на пробой жидких диэлектриков при низком напряжении / И.Г. Некрашевич, И.А. Бакуто, М.К. Мицкевич // сборник трудов ФТИ АН БССР, вып. 1, 1964. Немилов, Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов / Е.Ф. Немилов. - Д.: Машиностроение, 1989. - 163 с. Намитоков, К. К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия. - 1978. - 456 с. Отто, М.Ш. Режимы электроэрозионного объемного копирования. Руководство технолога / М.Ш. Отто,-В7Р. Белицкий. --Мг: ЭНИМС, 1989.-92 с. -

Палатник, JI.C. Превращения в поверхностном слое металла под действием электрических разрядов / Л.С. Палатник. - Изд. АН СССР, 1951.-С. 80-86.

Попилов, Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов / Л.Я. Попилов. - М.: Машиностроение, 1969. - 105 с. Попилов, Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. Справочник. М.: Машиностроение. - 1982. -400 с. Подураев, В.Н., Камалов B.C. Физико-химические методы обработки. М.: Машиностроение. - 1973. - 346 с.

Псахье, С.Г. Метод подвижных клеточных автоматос как инструмент физической мезомеханики материалов / С.Г Псахье, С.Ю. Корестелев, А.Ю. Смолие и др. // Физическая мезомеханика, 1998, вып. 1. - С. 95-108.

85. Самарский, A.A. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры / A.A. Самарский, А.П. Михайлов - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2005.-320 с.

86. Самарский, A.A. Численные методы / A.A. Самарский, A.B. Гулин -М.: Наука, 1989.-432 с.

87. Сарилов, М.Ю. Повышение эффективности электроэрозионной обработки и качества обработанной поверхности на основе подходов искусственного интеллекта: Автореф. д-ра техн. наук - Комсомольск-на-Амуре.: КнАГТУ. - 2008. - 42 с.

88. Сарилов, М.Ю. Исследование критериев корреляции между параметрами нелинейной динамики и шероховатостью поверхности при электроэрозионной обработке / М.Ю. Сарилов, E.H. Бурдасов // Вестник машиностроения. - 2008. - № 12. - С. 52-55.

89. Снатович, С.А. Повышение точности формы и качества обрабатываемых поверхностей электроэрозионным способом: дисс. канд. техн. наук.: ОмГТУ. - Омск. -2010.-141 с.

90. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. ВНТИЦ № 2007613773. Программа «Определение коэффициента корреляции при электроэрозионной обработке KoKTDA». Авторы: Сарилов М.Ю., Бурдасов E.H. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2007 г.

91. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ. ВНТИЦ № 2011614887. Программа «Blanked calculator». Авторы: Бреев C.B., Бурдасов E.H. Зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ, 2011 г.

92. Советов, Б. Я. Моделирование систем / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. - М.: Высшая школа, 1998. - 319 с.

93. Соловов, В.Н. Выбор и влияние рабочей среды при много контурной многоэлектродной обработке на электроэрозионных станках / В.Н. Соловов // Электрофизические и электрохимические методы обработки.-М.: НИИМАШ, 1969, вып. 2.-С. 15-21.

94. Справочник по электрофизическим и электрохимическим методам обработки / Г.Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.М. Барон и др.; Под ред. В.А. Волосатова. - Л.: Машиностроение, 1988. - 719 с.

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

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

97. Тоффоли,Т. Машины клеточные автоматов: / Т. Тоффоли, Н. Мар-голус; пер. с англ. П.А. Власова, Н.В. Баранова; под. ред. Б.В. Баталова. -М.: Мир, 1991.-280 е., ил.

98. Формалев, В.Ф. Численные методы / В.Ф. Формалев, Д.Л. Ревизни-ков. - М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2004. - 400 с.

99. Фотеев, Н.К. Влияние состояния межэлектродной среды на производительность электроискрового процесса, износ обрабатывающего электрода и чистоту получаемой поверхности при изготовлении отверстий / Н.К. Фотеев // Проблемы электрической обработки материалов. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 164-170.

100. Фотеев, Н.К. Технология электроэрозионной обработки / Н.К. Фотеев - М.: Машиностроение, 1980. - 184 с.

101. Frisch, U., Hasslacher, В., Pomeau Y. Lattice-Gas automata for Navier-Stokes equations / U. Frisch, В. Hasslacher, Y. Pomeau // Phys. Rev. Lett. 1986. N56. P. 1505.

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

103. Фотеев, Н. К., Качество поверхности после электроэрозионной обработки"// Станки и инструмент". - 1997. - №8. - С. 43-48. ~ ~ ~ ~

104. Фотеев, Н. К. Особенности поверхностей, обработанных элекгроэрозион-ным способом // Электронная обработка материалов. - 1979. - № 6. - С. 5 - 8.

105. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир. - 1972. - 322 с.

106. Электроискровая обработка металлов. Выпуск 1. / Под ред. Б.Р. Лаза-ренко М.: Изд-во АН СССР. - 1957. - 226 с.

107. Электроискровая обработка металлов. Выпуск 2. / Под ред. Б.Р. Лаза-ренко М.: Изд-во АН СССР. - 1960. - 363 с.

108. Проблемы электрической обработки материалов / Под ред. Б.Р. Лаза-ренко М.: Изд-во АН СССР. - 1960. - 248 с.

109. Физические основы электроискровой обработки материалов. / Под ред. Б.А. Красюк. М.: Изд-во «Наука». - 1966. - 160 с.

110. Елисеев Ю.С., Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка изделий авиационно-космической техники. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана. - 2010. - 450 с.