Оптимизация процесса формообразования поверхности электродов под действием импульсного электрического разряда в диэлектрической среде тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

а ^

, ^'АКАДЕМИЯ 11ЛУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ^ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ им. У. А. АРИФОВА

\ На правах рукописи

УДК: 536. 5-34. 8: 628. 4. 048

РАХМАТУЛЛАЕВ Мубин Рахмонович

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЕ

Специальность: 01.04.04 — Физическая электроника 05.03.01 —Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент 1996

Работа выполнена в Институте электроники им. У. А. Арифова Академии наук Республики Узбекистан.

Научный руководитель — Заслуженный изобретатель Узбекистана, доктор технических наук Абдукаримов Э. Т.

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профессор Перегудов Л. В. кандидат физико-математических наук, с.н.с. Атабаев Б. Г.

Ведущая организация — НПО «Технолог», г. Ташкент

Защита состоится «. /.<?» дют 1996 г. в 14.00 часов на заседании Специализированного совета Д.015.23.01 в Институте электроники им. У. А. Арифова АН РУз по адресу: 700143, Ташкент, ГСП, Академгородок, ул. Ф. Ход-жаева, 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института электроники им. У. А. Арифова АН РУз.

Автореферат разослан «_ /6 » /¿<¿¿1 Я. _1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор технических наук, профессор

Н. А. ХАЛШДОВ

АК/.ДКМНЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ ЭЛЕКТГОНИКИ ИМ. У. А. АРИ'ЮВА

11а правах рукописи УДК: Б36. 534. 8: 628. Л. 048 РАХМАТУЛЛАЕВ МУЕИН РАХМОНОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА 40РМСЮБРА30ВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЭЛЕКТРОДОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СГЕДЕ

Специальность: 01.04. 04 - Физичес1ая электроника 05.03.01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ТАШКЕНТ - 1996

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Среди современных методов обработки материалов электроэрозионная обработка занимает особое положение. Основным достоинством ее, по сравнению с механической обработкой, является то, что электроды при работе практически не оказывают механическое воздействие друг на друга, что позволяет вести размерную обработку поверхности твердых тел практически любой твердости, вязкости и хрупкости. В настоящее время электроэроаионная обработка широко приценяется для изготовления пресс-форм и штампов, деталей топливной аппаратуры, газотурбинных двигателей и других различных приборов и изделий, и в некоторых случаях является единственно возможным способом формообразования. Одной из прогрессивных технологий в данной области является разработанный в Институте электроники АН РУ и, не имеющий аналогов в мире, способ электроэрозионной размерной обработки труднообрабатываемых металлов. . В основе этого способа лежит новый составной катод, который позволил значительно дешевле и проще изготовлять глубокие отверстия с отношением глубины к диаметру более 300 В любых электропроводящих материалах. Оборудование по сравнению с традиционными способами, весьма несложное. Широкое применение нового способа в промышленности задерживалось из-ва недостаточности глубокого анализа и исследований его специфических особенностей (наличие диэлектрической оболочка!, эксцентриситета меаду осями отверстия и составного каюда и т.д.). В связи с этим необходимо было провести целый ряд теоретических и экспериментальных исследований особенностей процесса электроэрозионного (¡йрьюобразования составным катодом. А это в свою очередь позволило бы оптимизировать процесс размерной обработки поверхности твердых-тел и разработать автоматизированную технологию для широкого применения в чародном хозяйстве. Эта задача тесно связана с Указами Президента

и Постановлениями правительства Республики Узбекистан, в которых не раз подчеркивалось значение всестороннего развития науки и техники, разработок прогрессивных конкурентоспособных технологий для укрепления экономической независимости нашего государства. Исходя из состояния проблемы и задачи исследований цель диссертационной работы была сформулирована следующим образом:

Целью диссертационной работы является исследование особенностей размерного формообразования поверхности анода составным катодом для оптимизации и автоматизации процесса электроэрозионной прошивки глубоких отверстий.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана модель формообразования поверхности электродов иод действием электрического разряда в яидкой среде при наличии орбитального дви,гения электродов.

2. Установлены закономерности формообразования поверхности «

электродов под действием электрического разряда для различных пар металлов.

3. Исследованы физические процессы, протекающие при прохождении электрического разряда в условиях глубинной электроэрозионной обработки.

4. Предложены новые формы металлического стержня и диэлектрической оболочки, которые позволяют поддерживать составной катод по центру отверстия, что улучшает точность формообразования.

5. Установлены закономерности комбинированного злектроэрози-онно-химического разрушения анода при применении составного катода

6. Предложены способ измерения эрозии катода в процессе электрозрозиошюй обработки, функциональная схема устройства для автоматического поддертлния заданной величины рабочей части составного катода в оптимальном диапазоне и алгоритм его работы.

Научное и и рак т крепкое значение

работы. Проведенные исследования позволили установить закономерности ^юрмообразовлты поверхности анода и катода при прохождении электрического разряда в условиях квазиэашнутого пространства, что позволило разработать и создать устройство компенсации эрозии инструмента-катода в автоматическом режиме. -Это устройство ¡шляется основой для разработки промышленного 'ьирианта эдектроэрози-ошьй установки, для широкого применения созданного в Институте электроники ЛИ Узбекистана способа электроэрозионпого изготовления глубоких отверстий малого диаметра в различных отраслях народного хозяйства.

А в т о р з а щ и щ а е т :

1. Модель формообразования поверхности электродов под действием электрического разряда в лндкой среде при наличии орбитального двихения электродов. • •

'¿. Закономерности формообразования поверхности электродов под действием электрического разряда для различных пар металлов.

3. Закономерности физических 'Процессов, протекающих при электрической эрозии электродов 'В условиях глубинной обработки, а также эмк'ктч комбинированного электроэрозиошю-химического разрушения анода при применении составного катода.

4. Предложенные форм» металлического стермш и диэлектрической оболочки, которые позволяют поддерживать составной катод по центру отверстия, тем самим улучшают точность формосОрлзсйш-ния.

5. Способ измерения эрозии катода в процессе электроэ'р'Ойион-ной обработки.

6. Функциональная схема и алгоритм работы устройства для автоматического поддержания заданной величины рабочей части составного катода.

- о -

Апробацияработы. Основные положения я отдельный результаты диссертации докладывались, демонстрировались и обсуждались на Республиканском и Международна конференциях.

Докладывались на Республиканской научно практической конференции, посвященной 600-летию Мирэо Улугбека (Гулистан, 1994), на международном симпозиуме по вторичной электронной, Фотс-лектрон-ней эмиссиям и спектроскопии поверхности твердого тела (Ташкент, 1994г. ').

Демонстрировались на ВДНХ СССР на павильоне 'Чизика": Тематическая выставка "Низкотемпературная плаэмз - основа новых технологических процессов и устройств" (Москва 1988г.), на павильоне "Машиностроение" Тематическая выставка "Заслуженные изобретатели союзных республик" (Москва 1930г.).

Внедрение:

Переносная установка в Моторостроительном КБ, г. Омск, Ташкентское авиационное производственное объединение им. В. П. Чкалова.

Малогабаритная установка в НИИ "Титал", г. Москва; завод ЭВМ "Алгоритм" и Центральная станция технического обслуживания БАЗ, г. Ташкент.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в публикациях, список которых приведен в конце автореферата

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, приложения, выводов и заключения. Содержит 141 страницы текста, ?б рисунков, 5 таблиц и список литературы из 85 наименований.

Работа выполнялась по Постановлению N 450 ГКШ СССР от 30. 06. Р9. по Общесоюзной программе АН СССР (Направление 2.25.1.1 Научного сонета), по Постановлению N 3 ГЮ1Т Республики Узбекистан от 3. 02.1Р9-1 г.

ОСНОВНОЕ СОДЕРИА1Щ ДИССЕРТАЦИИ Во введении кратко обоснована актуальность поставленной научно-технической задачи и игложени основные положения работы, выносимые на заишту.

В первой главе представлен обзор литературы по электроэроэи-онной обработке металлов. В результате анализа научных работ Б. Р. Лазаренко, К И. Золотых, А. С. Зингермана. А. Л. Лившица, Е А. Красша, Я К. Фатеева, К. К. Намитокова, В. И. Ставицкого, Е. и. Ле-винсона, М. К Мицкевича,. Э. Т. Абдукаримоаа, С. Я Оаидинова и ряда других установлено, что электроэрозионная обработка является прогрессивной технологией'и широко применяется в промышленности. Разработанный в Институте электроники Академии наук Республики Узбекистан Э. Т. Абдукаримовыч катод оригинальной формы позволяет изготовлять отверстия диаметром 0.5-6. О мм с отношением глубины к диаметру до £00. а также полости сложной формы электроэрозионным способом. Этот катод условно был назван составным катодом (СЮ. Он состоит из металлического стержня, заключенного э диэлектрическую оболочку с некоторым зазором, через который рабочая жидкость подается непосредственно в зону обработки. Наличие диэлектрической оболочки приводит к некоторым специфическим особенностям электроэрозионного процесса. Следовательно, необходимо изучить влияние особенностей СК на физику процесса, механизм формообразования и технологические параметры эрозионной обработки с целью широкого использования рассматривавемой технологии и оборудования в народном хозяйстве, а именно:

.1. Исследовать.влияние орбитального движения металлического стержня СК на параметры эрозионной прошивки отверстий;

2. Исследовать закономерности эрозионной обрабатываемости . материалов для различных пар электродов.

3. Исследовать закономерности комбинированного электро:->рози-

- в -

онно-химического разрушения анода при применении СК.

4. Исследовать влияние формы стержня и оболочки в поперечном сечении и величины выступающей из диэлектрической оболочки рабочей части катода на точность прошиваемых отверстий.

5. Разгзботать устройство для автоматического поддержания заданной величины рабочей части СК в оптимальном диапазоне и выработать рекомендации по улучшению данной технологии и предсказуемости электроэрозионного процесса

В целях решении этих задач были разработаны и созданы экспериментальные электроэрозионнке установки, измерительный стенд и методика проведения экспериментов, устройство и принцип работы которых приведены во второй главе. Рассмотрены два типа установок, условно названные стационарной (вращается деталь) к переносной (вращается металлический стержень СК) и НС-генератор -источник электрических разрядов.

Прсьеденная нами научно-исследовательская работа посвящена дальнейшему развитию знаний об электроэрознонной прошивке глубоких отверстий СК В 3-главе рассмотрены вопросы формообразования поверхности того иди иного электрода в зависимости от различных технологических параметров и условий .в процессе прохождения электрического разряда в жидкой диэлектрической среде, а также колебание торцевой части обрабатывающего электрода под действием давления газового пузыря в глубине отверстия. Наличие диэлектрической оболочки приводит к появлению двух зазоров: между диэлектрической оболочкой и металлическим стержнем и поверхностью отверстия. В реальном процессе торцевая часть СК отклоняется от собственной оси вращения и совершает орбитальное движение пп отношению ко дну отверстия. Нашей целью является установление связи между эрозионным разрушением анода и катода с учетом этих особенностей. На рис,1 приведено положение СК в отверстии. Нами

- о -

рассмотрена эксцентричное расположение осей СК и отверстия и получена простая приближенная формула для отношения площадей 0 кольцевого сегмента электрода и соответствующего кольца отверстия:

где Б - площадь кольцевого сегмента, ограниченный радиусами и для еычис-Рис. 1 ления которого получено соот-

ветствующее уравнение. Из формулы (1) легко получить качественную зависимость С/ от Я, следукъ щую из рис.}. Применяя полученные формулы для расчета эрозионного разрушения электродов получим выражение для определения относительного износа катода (¡0:

где рк и р^ - .плотности, а кк и - абсолютные линейные иг-носы по глубине катода и анода соответственно.

Таким образом, предложенная нами модель формообразования поверхности электродов дает простое выралкние для относительного износа и включает в себя физико-химические свойства данной пари материалов, резким и условия прохождения электрических разрядов и геометрию ЭИ и детали. Эта модель позволила понять механизм образования конусообразных СК и бокового зазора.

Э<Йх?кт образования и величина Сокового зазора имеет важное практическое значение применительно к процессу прошивки отверстий

СК. Нами было рассмотрено модельное представление образования бокового зазора и влияние Формы стержня и оболочки СИ на технологию эрозионного процесса и параметры прошиваемых отверстий. Таким образом, наличие эксцентриситета приводит к образованию конуса на рабочей части катода, кроме того стержень будет претерпевать поперечные колебания под действием силы Р, обусловленная' избыточным давлением газового пузырь;?. Величина прогиба круглого в поперечном сечении стержня СК под действием давления газового пузыря оп-

где С , d - длина и диаметр стержня. Е - модуль КЯга. Все эти явления приводят к ухудшению точности формообразования и устойчивости процесса прохождения электрических разрядов. Отсюда следует вывод о том, что для улучшения точности эрозионной про-еивки отьерстий необходимо пойти по пути увеличения отношения диаметра катода к диаметру отверстия (для стержневых электродов ото отношение составляет 0.8, а для СК 0.6). 'Исходя из конструкционных особенностей СК следует, что для решения этой задачи есть два пути: во-первых необходимо плотно посадить стержень в диэлектрическую оболочку, во-вторых нужно уменьшить толщину стеши оболочки. Решение первой задачи предполагает применения стержня с вырезанным сектором в продольном направлении. При этом оболочка плотно охватывает стержень и будет выполнят роль подвижного люнета в отверстии. Необходимым условием прошивки глубоких отверстий является образование бокового зазора, по ширине равной толщине стешу оболочки. Предложенные ф-ркы металлического стержня и диэлектрической оболочки позволили повысить скорости эрозии анода на 30£. Среднее арифметическое отклонение профиля отверстия Ra и относительная эрозия катоде, уменьшились в пределах 20-40Z. Отклонение

О. 05 мы на длине 100 мм.

В четвертой главе приведены результаты исследований процесса электрической эрозии анода и катода в зависимости от технологических и энергетических параметров и условий прохождения электрического разряда Для различных пар электродов определяли скорость эрозии анода и катода. Величину эцезии электродов определяли по массе. Установлено, что относительная эрозия катода при единичных импульсах значительно меньше по сравнению с реальным процессом. В целях выяснения причин несоответствия результатов исследований при единичных импульсах и в реальном процессе было проведено исследование элементного состава поверхностного слоя этих электродов методом рентгеноструктурного микроанализа на установке МЗ-40 "САМЕСА".

Рентгеноструктурный анализ показал, что имеет место перенос материала катода в поверхностный слой анода. Концентрация и глубина проникновения стального катода в поверхностный слой латуни и вольфрама соответственно составляют 50 Т., 90 мкм и 70 150 мкм. В поверхностном слое меди имеются вкрапления молибдена на глубине до 25 мкм. концентрация которого достигает 70 X. Вместе с тем мо-. либден практически отсутствует в поверхностном слое анода-латуни. Таким образом, перенос материала катода в поверхностный слой аж>-да во-первых, зависит от материала электродов, во-вторых, приводит к уменьшению эрозионного разрушения за счет затрачиваемой дополнительной энергии для его удаления при последующих актах эро-• зии. Уменьшение эрозионного разрушения анода зависит от количество переносимого материала катода. Эффект переноса материала анода в поверхностный слой катода следует использовать для уменьшения ■ износа СК, который очень важен при прошивке глубоких отверстий.

Явление переноса материала катода в тело анода и наоборот приводит к структурным изменениям поверхностного слоя электродов. .

йжротвердость поверхностного слоя электродов меняется во-первых; под. действием большого градиента температуры, возникающего в результате выделяемой за короткий промежуток времени энергии электрического разряда. Во-вторых, в результате зф[екта переноса материала электродов в виде факела в поверхностном слое могут образоваться металлические растворы и однородность материала меняется. Нами установлено, что поверхностный слои латуни шириной 20-60 мкм имеет повышенную мнкротвердссть (до 220 кг/мм ), ватем следует отожженный слой с меньшей твердостью (120 кг/мм ) шириной 60-60 мкм. Микротвердость основного слоя около 80 кг/мм . Твердость поверхностного слоя вольфрама имеет пониженное значение и составляет 280-300 кг/мм . МикротЕердссть основного слоя составляет 400 кг/мм . Глубина измененного слоя лежит в пределах 50-90 мкм. Изменение микротвердости и глубина измененного слоя зависят от энергетических параметров и условий прохождения электрического разряда и состава рабочей жидкости.

Эффективность элект-V. 1 кГц рической эрозии суще-

ственно зависит от энергетических и технологических параметров и условий эрозионного процесса. Как видно из рис. 2, скорость прошивки и относительный износ ЭИ Рис.2. Зависийость скорости растут до напряжения и -

прошивки отверстий V, относительной 270 В, далее наблюдается эрозии катода Хк и частоты следования резкое падение скорости импульсов от напряжения КС-генератора прошивки. Увеличение на-(ЫОО. О анод - медь, катод - V. пряжения приводит к уве-

12

- мо

1С0 200 300 и». В

личению количества расплавленного металла в лунке, который впоследствии выбрасывается в межэлектродный промежуток, что хорошо согласуется с теоретическими и экспериментальными данными других исследователей. А уменьшение скорости прошивки и относительного износа ЭИ при напряжениях более 270 В модно объяснить увеличением внутренней энергии плазмы и мощности, подводимой к электродам. При этом возникает газовый пузырь большого диаметра, охлопыванию которого уходит больше времени. Следовательно, электрические разряды могут проходить в воздушной среде, продукты эрозии не попадают в жидкую среду и в жидком виде будут прилипать к поверхности электродов.

Ка табл. 1 приведены ш оптимизированные технологические параметры эрозионного процесса при прошивке глубоких отверстий СК, где Р-давление рабочей жидкости Г-частота следования импульсов, V-скорость прошивки отверстий. Т-температура воды на выходе из отверстия, М/И-отношение аудированного материала на количество импульсов, 0-расход рабочей жидкости.

Как видно, увеличение давления прокачиваемой жидкости приводит к улучшению технологических параметров процесса прошивки отверстий. #

Кроме всего этого при прошивке глубоких отверстий СК.на неровности поверхности влияет эффект электрохимического травления. В отличии от традиционных инструментов СК позволяет ограничить зону активного взаимодействия катода в пределах выступающей из

"'V...... кГс/си2 1 Г. кГц 1 V , и>"'ЧЛН 1 Т*,С 1 НК 1 о. г.

1 0.3 г. 7 90 0.0017 30

2 0.8 4.1 00 0.0022 60

4 1.0 5.4 60 0. 0027 130

6 1.2 7.8 40 0:003 160

8 1.3 9.0 30 о.одаг 220

10 1.3 9.0 25 0.0032 240

Таблица 1

- 1-1 -

диэлектри'тесютй оболочки рабочей части. На практике рабочая часть катода составляет 5-10 диаметров металлического стертая. Расчеты показали, что плотность тока на холостом ходе составляет около 3 А/см.. Расстояние между электродами в среднем составляет 200-300 мкм. При таких условиях имеет место значительное элснптохим!»-ческое аноднсе растворение. Эксперименты пиазалн, что при напряжении мезду электродами около 150 В скорость растворения мэди составляет 0.008 грамм/мин, а стали 0.00014 грамм/мин. Этл данные получены при переыеизэнии СК в отверстии, изготовленном заранее.

Глава 5 посвящена автоматизации эрозионного процесса. Как било рассмотрено выше, процесс прошивки глубоких отверстий СК имеет свои особенности. Благодаря наличию диэлектрической оболочки электрические разряды будут проходить через ограниченный участок СК, а точнее, через выступащей из оболочки рабочей части стержня. Износ рабочей части электрода-инструмента является самш нежелательным явлением при прссиЕке глубоких отверстий, так как изменение рабочей части (величины вылета) приводит к изменению параметров эрозионного процесса. В целях создания промышленного образца необходимо разработать систему автоматического слежения за величиной вылета Для этого был предложи способ определения величины рабочей части СК на основе измерения изменения объемного сопротивления рабочей жидкости между электродами, величина которого зависит от величины выступа.одей из оболочки части стержня. По мере перемещения СК вглубь отверстия происходит уменьшение этой площади из-за эрозии стертая и это приводит к изменению объемного сопротивления среды. Это сопротивление сравнивается с некоторым бэдовым сопротивлением и из их разности определяется изменение пдодзди поверхности рабочей части стержня СК. Далее, исходя из того, что эта плоиадь стала больше или меньше, исполнительный механизм перемещает диэлектрическую оболочку назад или вперед.

'гкиперичентальная установи била с1Абжеиа винтовым перемещением каретки электрсдодержатедя. Для регистрации перемещения ОК в цифровом види иа ходовой винт бил установлен диск с определенным количеством отверстий по периметру. Оптический приемно-передаший датчик регистрировгл импульсы по мере вращения диска, т.е. световым сигналом отображал перемещение ОК. Импульсы с оптопары после' некоторого преобразования поступали в счетное устройство. С другой стороны, в счетное устройство поступает сигнал от блока питания двигателя, который в зависимости от направления перемещения

ГК (назад или вперед) подает команду вычитания или прибавления импульсов, поступающих с оптопары. Таким образом, если ОН переме-' идется вглубь отверстия, показание счетчика импульсов увеличивается , если назад, то это перемещение будет внчитываться из показаний счетчикг. импульсов. Такая же оптопара установлена на приводе перемещения диэлектрической сболочгл и принцип работы аналогично вышеописанной. Эта оптопара имеет свой счетчик импульсов, который связан со счетчиком импульсов электропривода СК. Величина перемещения оболочки вперед или назад соответственно будет прибавляться или отниматься от показаний счетчика импульсов. Таким образом, счетчик импульсов привода СК отображает реальную глубину прошиваемого отверстия. Сигналы для перемещения оболочки вперед или назад вырабатываются при разбалансе мостовой схемы, которая •подключена в цепь измерения объемного сопротивления воды в ыежз-лектродном промежутке. Яункциональная схема автоматической системы компенсации износа металлического стержня (АСКИМС) приведена на рис. 3. Ядром АСКИМС является блок формирователь циклов.

Этот блок формирует 3 цикла по замкнутой схеме: идет обычный эрозионный процесс, электропривод движения СК управляется автоматической системой слежения эа величиной межэлектродного забора, после перемещения каретки электродедержатели на заданную зеличи-

■ Рис.3, «ункциональная схема АСКИМС

ну, определяемую платой выбора режимов, еадатчик циклов останавливает зро-8ионный процесс, выключается напряжение аронии и включается цикл отката; - цикл отката, при котором электрододержатель перемещается назад на ва-даваему» платой выбора режимов величину (1-9 мм) и начинается цикл измерения й компенсации; - цикл измерения и компенсации, при котором на электроды подается напряжение 5-6 В и ■ измеряется объемное сопротивление, рабочей жидкости. . В зависимости от внака разбаланса моста электропривод перемещения ди-

электрической оболочки корректирует величину вылета Таким образом, оптимальная величина вылета, стержня восстанавливается. Эту задачу выполняет блок измерения и компенсации. Ш окончании компенсации включается рабочий цикл.

Счетное устройство в зависимости от Фазы сигнала, поступающего от датчиков датчика оборотов вала и дат чикл электропривода, вычитает или прибавляет геометрические перемещения оболочки и каретки электрододержателя,. и истинная глубина отверстия отображается на цифровом индикаторе глубины. Блок-вадатчик циклов позволяет изменять диапазон перемещения между циклами проверки и кор-

ректировки, величину вылета и величину отката в миллиметрах. Следовательно. елок-вадатчик циклов позволяет выбирать оптимальные режимы обработки в зависимости от условий обработки, материала электродов и диаметра стержня СК.

Таким образом, формирователь.циклов с псмощью аадатчика циклов может задавать: рабочий цикл от 1 мм до 89 мм (шаг дискретности 1 мм); цикл отката от 1 мм до 9 мм (шаг дискретности 1 мм); цикл измерения от 1 сек до 9 сек (шаг дискретности 1 с); Глубина прошиваемого отверстия может отображаться на цифровом индикаторе в диапазоне ' 1-999 мм с дискретностью шага 1 мм. а также при несложном изменении в плате выбора режимов этот диапазон может быть переделан на 0.1-99.9 мм с дискретностью шага 0.1 мм. Как Показали результаты экспериментальных исследований, рассмотренная выгсе АСККМС является работоспособным устройством, позволяющим значительно облегчить монотонную работу оператора элегсгроэрозион-ной установки и улучшающий технологические показатели процесса олектроэрозионной обработки материалов.

Проведенные многочисленные экспериментальные исследования с использованием АСКИМС показали, что при соблюдении оптимальных условий прошивки и режимов обработки, точность поддержания вели-личины вылета в системе может достигать 20% от величины рабочей части СК.- Эта ошибка может отразиться к на определение глубины прошиваемого отверстия. При установлении рабочего цикла небольвой величины (3-6 мм) коррекция износа будет происходить практически по миллиметру по мере износа стержня. Поддержание величины вылета в небольшом диапазоне привело к существенному, улучшению стабильности процесса прошивки и точности прошиваемого отверстия. Такой нежелательный эффект, как "бочкообразие" канала отверстия, описанный в диссертационной работе Саизшнова С. Я , практически исчезает. Повышение стабильности процесса эрозии привело к увели-

Рис. 4. Вклад технологических параметров и их оптимизации, новые формы катода-я ЛСККЖ на производительность, точность ¡1 шероховатость формообразования поверхности анода при применении СК

чению производительности обработки С рис. 4). Такой важный параметр пропиваемого отверстия, юк среднее арифметическое отклонение профиля И. претерпевает существенное изменение в сторону улучшения вследствие использования ЛСККШ. Таким образом, ЛСШАй позволяет определить истинную глубину прошиваемого отверстия, существенно улучшает технологичность процесса прошивки отверстий, точность и производительность обработки, открывает перспективы автоматизации процесса на основе микропроцессорной техники с использованием персональных ЭВ.'Л Проведенные исследо-

вания физики процесса, оптимизация технологических параметров и условии эрозионного формообразования и автоматизация эрозионного процесса позволили в среднем увеличить производительность обра-

Оотки на 1167., улучшить точность формообразования на 200% и уменьшить шероховатость поверхности на 60%. Эти параметры получены благодаря: 1-выяснению закономерностей формообразования при наличии смешения между осями составного катода и отверстия; 2-но-вым формам стержня составного катода-, 3-оптимизации энергетических и гидравлических параметров при прохождении электрического разряда между различным:! парами электродов; 4-автоматизации эрозионного процесса (рис. 4}.

ЕЫБОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования специфических особенностей применения составного катода и физических процессов, происходящие при электрической эрозии твердых тел под действием электрического разряда в диэлектрической жидкости позволяэт сделать следующие выводы:

1. Обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованию процесса электрической эрозии элеетродов в жидкости показал, что разработанный в Институте электроники АН РУ новый электроэрозиониый метод изготовления отверстий является наиболее эффективным по сравнению с традиционными способами. Установлено, что для промышленной реализации возможностей

. данного способа необходимо проводить комплекс научно обоснованных исследований особенностей применения составного катода при формообразовании поверхности и закономерностей физических процессов эрозионного разрушения электродов.

2. Построенная модель эрозии при орбитальном движении составного катода хорошо согласуется с экспериментальными дачными, и объясняет эффект образования конуса на конце электрода и бокового зазора, необходимого для ьхоздения диэлектрической оболочки в отверстие благодаря перераспределению изаимосбраба-

тывахлшх торцевих площадей электродов.

3. Установлено, что для оптимизации технологических параметров и улучшения условий анодного формообразования необходимо уменьшать амплитуду перемещения конечной части составного катода в поперечном направлении. Это достигается благодаря предло-

л

женным формам металлического стержня (вырезанный сегмент или сектор) и диэлектрической оболочки со ступеньками.

4. Установлено, что эффект электроэрозионно-химического травления поверхности анода приводит к уменьшению шероховатости поверхности.

Б. Установлено, что эффект переноса материала катода в поверхностный слой анода и наоборот существенно влияет на абсолютную величину эродированного материала с поверхности электродов и его можно использовать для уменьшения эрозии электрода -инструмента

6. Предложенный способ измерения величины вылета (выступающей из оболочки рабочей части СЮ, основанный на измерении объемного сопротивления метолектродной среды, является универсальным для различных пар электродов и имеет большое прикладное значение в усовершенствовании технологического оборудования электроэрозионной обработки. Данная система значительно повышает степень автоматизации эрозионного процесса и с точностью +1 мм поддерживает величину вылета составного катода.

7. Автоматическая система компенсации эрозии электрода позволяет определить истинную глубину прошиваемого отверстия, улучшает технологические параметры процесса прошивки отверстий, точность и производительность анодного формообразования, открывает перспективы автоматизации процесса на основе микропроцессорной техники с использованием персональных ЭВМ.

Заключение. Проведенные теоретические и экспери-

ментальные исследования Физики процесса, оптимизация технологических параметров и условии эрозионного формообразования л автоматизация эрозионного процесса позволили в среднем угеличнть производительность обработки на 115%, улучшить точность формообразования на 200Т. и уменьшить шероховатость поверхности на 60%. Зги параметры получены благодаря: 1-выяснению закономерностей формообразования при наличии смещения меаду осями составного катода и отверстия; 2-ношм формам стержня составного катода; 3-оптимизации энергетических и гидравлических параметров при прохождении электрического разряда между различными парами электродов; 4-автоматиаации эрозионного процесса Конкретно долевое участие этих Факторов распределялись следующим образом: увеличение производительности 1-202, 2-35?., 3-201, 4-40Х; улучшение точности 1-407., 2-801, 3-20?., 4-607.; уменьшение шероховатости 2-20Х, 4-40Х.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Абдукаримов Э. Т.Краков КГ., Рахматуллаев М. V. Износ составного электрода-инструмента при глубинной электроэрозионной прошивке. Препринт N30.- Ташкент: (Гон, - 1901. 8с.

2. Абдукаримов Э. Т., КраКов К Г., Рахматуллаев М. Р. Износ электродов при электроэрозионной обработке с орблта&ьнкм движением // Электронная обработка материалов. - 1992.- N 4.-0.8-10.

3. Воздействие электрического разряда на поверхность твердого тела в различных средах / Э. Т. Абдукаримов, Р. В. Нагайбеков, Б. Г. Краков, С. а Саидинов, Р. Ы. Рустамов, М. Р. Рахматуллаев / Взаимодействие корпускулярных потоков с поверхностью твердого тела. -Ташкент: Фан, 1991. С. 156-171.

4. Абдукаримов Э. Т. .Рахмлтуллаев М. Р. .Саидинов С..Я Исследовании сильноточного электрического разряда.для разработки ал-

гсритма автоматизации эрозионного процесса // Штоды и модели систем обработки данных. - Ташкент: Кибернетика, 1004. С. 157 16-1.

5. Исследование приалектродных процессов импульсных разрядов в раз ли-шил средах для разработки новых технология обработки материалов / Э. Т. Абдукаримов. С. Я Саидинов, Б. Г. Крашь, М. Р. Рахматуллаев, Р. 11 Рустамов, Г. Джанибекова / Плтилетн. отчет. Каталог ВИТ И центр, М ГР 01900033186. Банк данных ШШ1 ЮНИЛО (ООП). 1990. - с.

6. Абдукаримов Э. Т. , Рахиатуллаев М. Р. , Саидинов С. Я Изменение состава поверхностного слоя электродов при прохождении электрического разряда в гадкий диэлектрической среде. Тезис 'доклада. Республиканская научно-практическая конф-эрмщия. Гулистал: 1994.- Часть 2. С. па,

7. Абдукаримов Э. Т. , Рахматуллаев II Р. , Оа.'диноь С. Я. Исследование эрозии различных электродов в процессе прошивки отверстия малого диаметра//Злектронная обработка материалов, 1994, N 4. С. 5-9.

8. Абдукаримов Э. Т. , Саидинов С. Я , Рахматуллаев 11 Р., Руста-мов Р. Я Исследование разрушения твердых тел под действием электрического разряда в различных средах // Электронная обработка материалов, 1995, Н 2. С. 4-8.

9. Абдукаримов Э. Т. , Рахматуллаев 1А Р., Саидинов С. Я. Исследование диффузии материала среды и нротивозлектрода в поверхностный слой анода и катода // Тезис доклада - международного симпозиума по вторичной эсектрошюй, фотоэлектронной эмиссиям и спектроскопии поверхности твердого тела. г. Ташкент, 12-14 октября 1994 г. С. 866.

- 23 -

СУШ ДИЭЛЕКТ РИКДАН УТАДИГАН ЭЛЕКТР РАЗРЯДИ ОРКАЛИ ЭЛЕКТРОДЛАР СИРТИГА ИШЛОВ БЕРИШ ЖАРАЕНИНИ 01ГГ ИМАЛЛАШ ЛРИШ

Рахматулласв Мубин Рахмонович (ишиинг кискача мазмуни)

Бу иш мураккаб катоднинг узига хос томонларини урганишга багишлаиган. Сухк диэлектрик ичида жойлашган анод ва катоднинг электр разряди таъсирида емирилиши урганилган. Суюкликдан электр разряди утганида электродларнинг материали бир "бирининг сиртки катламига утиши ва бу катлам каттиклигининг узгариши аникланган. Электр разряди энергиясининг ортиши электродларнинг эффектив емирилишига олиб келади. Мураккаб катоднинг орбитал харшеати ва электрод атрофида халкасимон ораликышг пайдо булиш моделлари ишлаб чикилган.

Мураккаб катоддаги ишлов берувчи киемнинг эрозиявий емири-' лишни электродлар оралигидаги сугаишк каршилигининг узгаришини улчаш асосида аниклаш ва шу киемнинг улчамини оптимал ораликда саклаб туриш алгоритми яратилган ва бу ишни бажарадиган курилма ясалган. Бу курилма 3 циклда ишлайди ва тешилаетган тешикнинг чукурлигини +1 мм аниклик билан улчайди.

Утказилган назарий ва экспериментал тадкикотлар электродлар сиртини шакллантириш жараенини оптималлаштириш ердамида ишлов бериш тезлиги 115Х га ошади ва пгаишантириш аниклиги 2007. га. яхшиланади, хамда ишлов берилган электрод сиртининг га-дир-будирлиги 60% га камаяди.

- 24 -

OPTIMIZATION SURFACE FORMING PROCESS OF ELECTRODES UNDER THE ACTION OF IMPULSIVE ELECTRIC DISCHARGE IN THE DIELECTRIC LIQUID

Rakhmatullaev Mjbin Rakhmonovlch (Short maintenance of the work)

This work devoted to researching the specific peculiarities of the component cathode (CC).

Electroeroslon process of the anode and cathode was researched under the action of electric discharge in the dielectric liquid, to have arranged there is have placed effect of transfering the material one of electrodes to the surface layer of the other electrode. The increasing energy of electric discharge is cited to growing the erosion value of electrodes.

There are worked out: orbitallty motion model of CC in the deep hole; sided distance forming model around the dielectric cover; algorithm of the determining th9 value of erosion of the tool electrode and was created the apparatus controlling and keeping up the value of working part of the CC in the optimal interval. This apparatus has 3 cycles of work and determines the deep of drilling hole with the exact -ti mm.

The theoretical and experimental researching had resulted that the speed of deep hole working had increased on 1152, precision cf the forming had'improved on 200% and uneveness of the working surface had descrea^e-1 Knr