Электроэрозионная обработка глубоких микроотверстий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Нгуен Тхань Зием

• Нгуен Тхань Зием
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Тхань Зием

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ состояния вопроса

1.2. Методы обработки микроотверстий

1.2.1. Сверление микроотверстий

1.2.2. Нетрадиционные методы микрообработки

1.3. Сущность электроэрозионной обработки

1.4. Современные состояние и актуальные проблемы микроэлектроэрозионной обработки

1.5. Конструкции электродов-инструментов для электроэрозионной обработки микроотверстий

1.6. Обзор моделирования формирования эрозионных лунок при электроэрозионной микрообработке

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

МИКРОЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ

2.1. Структура мультифизической модели электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий

2.2. Математическая модель процесса прошивания микроотверстий

2.2.1. Математическая модель тепловых процессов для единичного импульса

2.2.2. Aнализ влияния переменности теплофизических свойств обрабатываемого материала на форму и размеры лунки при электроэрозионной обработке

2.2.3. Математическая модель определения месторасположения следующего разряда

2.2.4. Математическая модель удаления металла с поверхности заготовки с помощью абляции

2.2.5. Определение граничных условий и построения сетки конечных элементов

2.2.6. Результаты моделирования

2.3. Исследование формирования микрогеометрии обработанной поверхности при электроэрозионной микрообработке

2.4. Исследование износа электродов - инструментов при электроэрозионной микрообработке

2.5. Моделирование процесса эвакуации продуктов эрозии при вращении электродов-инструментов

2.5.1. Описание условий разработки математической модели

2.5.2. Результаты моделирования

2.6. Методика расчета режимов и прогнозирования технологических показателей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ МИКРООТВЕРСТИЙ

3.1. Проектирование экспериментальной установки

3.2. Система управления процессом электроэрозионной обработки

3.3. Генератор высокочастотных импульсов для электроэрозионной обработки микроотверстий

3.4. Алгоритм подготовки установки к работе

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА МИКРОЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ - ИНСТРУМЕНТОМ

4.1. Разработка методики проведения экспериментальных исследований электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий

4.1.1. Оборудование для проведения экспериментального исследования

4.1.2. Изготовление электродов-инструментов для электроэрозионной обработки микроотверстий

4.1.3. Материалы и образцы

4.2. Особенности электроэрозионной обработки микротверстий с вращением ЭИ

4.3. Исследование влияния скорости вращения на технологические показатели МЭЭО

4.4. Зависимость производительности и износа ЭИ от энергии импульса при ЭЭО с вращением ЭИ

3

4.3. Зависимость производительности от глубины микроотверстий

4.4. Исследование влияния площади поперечного сечения МЭП 128 на производительность и износ ЭИ

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электроэрозионная обработка глубоких микроотверстий»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В последние годы наблюдается всё более широкое использование микроотверстий в различных отраслях промышленности и других сферах деятельности человека. Например, современный газотурбинный двигатель (ГТД) состоит из множества деталей из жаропрочных сплавов с отверстиями малых диаметров от 300 мкм до 1000 мкм: форсунки, газосборники, трубы жаровые, лопатки, крепёжные элементы и т.д. Традиционными методами обработки не всегда представляется возможным получить требуемую точность формы и размеров, обеспечить высокое качество поверхности микроотверстий. Электроэрозионная обработка (ЭЭО) в настоящее время является одним из наиболее перспективных и широко применяемых методов для обработки микроотверстий в деталях, из труднообрабатываемых материалов. Электроэрозионная обработка глубоких микротверстий сопряжена с рядом трудностей, так как образующиеся в процессе обработки металлические частицы не могут быть вовремя удалены из межэлектродного зазора. Это может вызвать локализованный разряд или даже короткое замыкание. При микроэлектроэрозионной обработке (МЭЭО) естественная эвакуация продуктов эрозии из межэлектродного промежутка (МЭП) недостаточна для стабильного протекания процесса. Поэтому в России и за рубежом ведутся интенсивные исследования по ее совершенствованию. Кроме того, при МЭЭО электроды - инструменты (ЭИ) быстро изнашиваются, что может оказывать существенное влияние на стабильность процесса и увеличивает стоимость производства, что также является проблемой в обработке глубоких микроотверстий. Существуют различные способы интенсификации эвакуации продуктов обработки и уменьшения износа ЭИ при МЭЭО, такие как использование ЭИ с некруглым поперечным сечением, вращение ЭИ, прокачка рабочей жидкости, применение импульсов напряжения малой длительности и т.д. Однако закономерности МЭЭО глубоких микроотверстий ЭИ сложной формы изучены недостаточно, отсутствуют

научно-обоснованные методики расчета режимов и прогнозирования значений технологических показателей, что не позволяет в полной мере использовать технологические возможности электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

Таким образом, можно утверждать, что разработка научно-обоснованных методик расчета режимов и прогнозирования значений технологических показателей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий, комплексно учитывающих особенности реализации процесса для различных кинематико-геометрических схем обработки, на основе мультифизической модели процессов в электродах и в межэлектродном пространстве, безусловно является актуальной научной задачей, имеющей важное значение для развития технологии электроэрозионной обработки.

Степень разработанности темы. Исследованиями электроэрозионной обработки занимались Лазаренко Б.Р., Ставицкий Б.И., Золотых Б.Н., Фотеев Н.К., Мещеряков Г.Н., Мицкевич М.К., Палатник А.Л. и другие ученые. Теоретическим и экспериментальным исследованиям МЭЭО посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Бойко А.Ф., Груздева A.A., Рахимянова Х.М., Любимова В.В., Сарилова М. Ю., Masuzawa T., Kibria G., Kagaya K., Yeo S.H, Pham D.T., Wang A.C., Kumar R., Rajukar K., Yan B.H. и др.

Однако, несмотря на многочисленные исследования в области электроэрозионной микрообработки, задача расчета режимов и прогнозирования значений технологических показателей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий, комплексно учитывающих особенности реализации процесса для различных кинематико-геометрических схем обработки, на основе мультифизической модели процессов в электродах и в межэлектродном пространстве до настоящего времени не нашла окончательного решения.

Цель работы: повышение эффективности электроэрозионной

обработки глубоких микроотверстий за счет совершенствования методик выбора рациональных кинематико-геометрических схем обработки и расчета режимов обработки, а также прогнозирования значений технологических показателей, базирующихся на мультифизической модели процесса.

Задачи исследования:

1. Разработка структуры мультифизической модели, учитывающей особенности кинематико-геометрических схем электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

2. Разработка математической модели тепловых процессов в электродах, учитывающей температурные зависимости теплофизических свойств обрабатываемого материала, локализацию последовательных разрядов на поверхностях электродов, и исследование закономерностей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

3. Разработка математической модели процессов переноса в межэлектродном пространстве для различных кинематико-геометрических схем электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий и исследование закономерностей эвакуации продуктов обработки из межэлектродного пространства.

4. Разработка методики расчета режимов и прогнозирования технологических показателей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

5. Разработка экспериментальной установки, обеспечивающей реализацию разработанных условий и режимов обработки.

6. Проведение экспериментальных исследований с целью оценки влияния кинематико-геометрической схемы и режимов обработки на производительность МЭЭО, а также точность и качество глубоких микроотверстий.

Объект исследования - образование и эвакуация продуктов обработки, а также их влияние на процесс электрической эрозии при электроэрозионной обработке глубоких микроотверстий.

Предмет исследования - форма и размеры микроотверстия и электрода-инструмента, процессы переноса в межэлектродном пространстве для различных кинематико-геометрической схем электроэрозионной обработки глуюоких отверстий.

Соответствие паспорту специальности - 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 заключается в раскрытии взаимосвязей между размерами микроотверстия, режимами обработки и технологическими показателями электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий, на основе использования предложенной мультифизической модели, учитывающей особенности кинематико-геометрических схем обработки.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. На основании проведенных исследований разработана и изготовлена экспериментальная установка для осуществления электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий электродами-инструментами различных форм.

2. На основе результатов экспериментальных исследований даны рекомендации по выбору рациональных режимов электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

Реализация работы.

Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлениям 15.03.01 и 15.04.01 «Машиностроение» (профиль «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов») и включены в разделы лекционных курсов дисциплин «Теоретические основы обработки концентрированными

потоками энергии», «Технология и методы обработки концентрированными потоками энергии», «Физико-химические методы микро- и нанообработки», применяются при выполнении курсовых и дипломных проектов на кафедре «Электро - и нанотехнологии» ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет».

Методология и методы исследования.

Теоретические исследования базируются на основных положениях теории электроэрозионной обработки, теории теплопереноса с учетом фазовых превращений, гидродинамики вязкой жидкости, численных методов математического моделирования. Математические моделирования процессов электроэрозионного формообразования микроотверстий и эвакуации продуктов эрозии при вращении ЭИ выполнены в среде мультифизического программирования Comsol Multiphysics 5.3а. При проведении экспериментальных исследований использовалась разработанная и изготовленная экспериментальная установка ЭУ, а также современная измерительная и регистрирующая аппаратура (профилограф - профилометр Surf Corder 1400а, профессиональный микроскоп CIWA 1600X).

Положения, выносимые на защиту:

1. Структура мультифизической модели, учитывающей особенности кинематико-геометрических схем электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

2. Математическая модель тепловых процессов в электродах, учитывающая температурные зависимости теплофизических свойств обрабатываемого материала, локализацию последовательных разрядов на поверхностях электродов, фазовые переходы и износ электрода-инструмента.

3. Математическая модель процессов переноса в межэлектродном пространстве для различных кинематико-геометрических схем электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий, закономерности эвакуации продуктов обработки из межэлектродного пространства.

4. Методика расчета режимов и прогнозирования технологических

показателей электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

5. Результаты экспериментальных исследований влияния формы электрода-инструмента и режима обработки на технологические показатели электроэрозионной обработки глубоких микроотверстий.

Апробация работы:

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на конференциях: Гагаринские чтения - 2017: XLIII Международная молодёжная научная конференция (Москва, МАИ, 2017 г.); НТК «Высокие, критические электро-и нанотехнологии» (Тула, ТулГУ, 2017 г.); 9th International Conference on Materials Science and Condensed Matter Physics (Кишинев, Молдова, 2018 г.); Всероссийская НТК «Нано- и электрофизикохимическая обработка в машино- и приборостроении» (Тула, ТулГУ, 2019 г.); II Международная НПК молодых ученых, аспирантов и студентов «Электрофизические методы обработки в современной промышленности» (Пермь, ПНИПУ, 2019 г.); XXIX Международная НПК «Advances in Science and Technology» (Москва, НИЦ Актуальность. РФ, 2020 г.); Региональная НТК «Нано- и электрофизикохимическая обработка в машино- и приборостроении» (Тула, ТулГУ, 2020 г.); International Conference on Industrial Engineering (Сочи, 2019 г., 2020 г.); а также на научной конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ (Тула, ТулГУ, 2018 - 2021 г.г.).

Публикации Основное содержание диссертации отражено в 15 публикациях, в том числе 2 статьи на английском языке в изданиях, входящих в международную реферативную базу данных и цитирования Scopus, 5 статей в изданиях, входящих в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК РФ, а также 8 статей и тезисов докладов на конференциях различного уровня.

Структура и объем работы - Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, списка используемой литературы из 140 наименований, приложения; общий объем диссертации - 151 страница машинописного

текста, включая 77 рисунков и 25 таблиц.

Работа выполнена на кафедре «Электро- и нанотехнологий» на Тульского государственного университета.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н., профессору В.М. Волгину, д.т.н., профессору В.В. Любимову, а также всем сотрудникам кафедры и лаборатории за помощь, поддержку и полезные замечания при выполнении работы.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ФОРМУЛИРОВАНИЕ

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ состояния вопроса

Отверстия находят применение в различных отраслях промышленности. Без них не обходятся различные металлоконструкции, агрегаты машин и механизмов, а также множество других объектов. В теории металлообработки отверстия можно делятся по множеству разнообразных признаков (рис. 1):

- назначению;

- форме поперечного сечения;

- форме продольного сечения;

- размерам и глубине;

- по виду внутренней поверхности (с резьбой и без нее).

Рис 1. Типы отверстий а) сквозное цилиндрическое; б) ступенчатое; в) коническое; г) фасонное; д) глухое.

По назначению отверстия подразделяют: для крепления двух и более элементов, последующего нарезания резьбы, вставки отдельных элементов конструкции. По второму признаку рассматривают следующие виды: цилиндрические, ступенчатые, конические, фасонные. По форме продольного сечения делятся на следующие виды: эллипсовидные, квадратные, шестиграные, криволинейные, продолговатые, треугольные и другие формы.

В деталях машин и механизмов встречаются в основном два вида

12

отверстий - сквозные и глухие (в том числе глубокие). Первые, проходят через всю толщину детали, а вторые заглубляются только на определенное расстояние. По размерам можно отверстия подразделяются на макроотверстия (большой диаметр) и микроотверстия.

Микроотверстие - понятие условное. Обобщая мнения многих исследователей [2 - 4] к микроотверстиям относят отверстия диаметром от 1 мкм до 999 мкм (рис. 2). Термин «глубокое отверстие» в технической литературе не имеет четкого определения. В некоторых публикациях глубокими называют отверстия, длина которых в 10 раз превышает диаметр [5, 6], тогда как в других работах этот критерий применяют для глубин более 5ё [7].

Рис. 2. Применение микроотверстий в различных отраслях промышленности.

Микроотверстия являются наиболее востребованными в медицине, радиоэлектронике, биомолекулярной технике, приборостроении, космической и атомной промышленности. Наиболее часто используемым типом микроотверстий в промышленности являются цилиндрические отверстия. Авиационная промышленность тоже нуждается в миниатюрном

крепеже, лопатках газовых турбин, кольцевых деталях турбины и камеры сгорания, в форсунках и фильтрах, экранах, деталях гидро- и пневмоагрегатов (золотник, плунжеры, дроссели, гильзы и т.д. ) и приборах для контроля потоков воздуха и жидкости. В машиностроении отверстия используются в форсунках и жиклерах дизельных двигателей, в головках струйных принтеров и т. д. (рис. 3).

Так, в перспективных энергетических машинах ставится задача получения отверстий в охлаждаемых лопатках турбины с минимальным диаметром 0,2-0,3 мм, отношением глубины к диаметру 50-100, углом входа менее 20° и точностью отверстия 0,05 мм [8].

а) б) в)

Рис. 3. Распылитель с глубокими микроотверстиям

Жиклер карбюратора из стали ХВГ (рис. 3,а) имеет отверстие диаметром 0,5 мм, которое прошивается после термообработки на глубину 9 мм с погрешностью не более 0,05 мм. Распылитель из стали 18ХНВА (рис. 3,б) имеет 10 отверстий диаметром 0,05 мм, которые прошиваются после термообработки на глубину 1 мм с точностью 0,02 мм. Распылитель из стали 18ХНВА (рис. 3, в) содержит пять отверстий диаметрами 0,02 мм, которые прошиваются после термообработки на глубину 0,75 мм с точностью 0,01 мм. Время обработки 20 с.

Формообразование глубоких микроотверстий является достаточно трудоемким процессом и связано с применением специального технологического оборудования и режущего инструмента. Отверстия малых диаметров получают различными способами: резанием (сверление сверлами

малого диаметра), лазерным и электронным лучом, электроэрозионной обработкой, электрохимической и ультразвуковой обработкой, струйно-абразивной обработкой и др.

Каждый метод имеет свои физические особенности, определенный диапазон технологических возможностей, определенные технико-экономические показатели. В работах [9 - 14] был выявлен ряд альтернативных (сравниваемых) методов обработки. Основным критерием выбора методов являлась возможность обработки отверстий диаметром 0,1.. .3 мм и глубиной 10.. ,100d в заготовках из сталей и титановых сплавов.

1.2. Методы обработки микроотверстий

Обзор технической литературы и научных источников показал, что существуют разные методы и способы, предназначенные для обработки глубоких микроотверстий (рис. 4). Каждый из них обладает определенными достоинствами, недостатками и ограничениями по применению.

1.2.1. Сверление микроотверстий

Сверление, как один из наиболее часто используемых методов обработки, использовалось с древних египетских времен. Исследования показывают что 25% производственного времени уходит на процессы серления. Обработка микроотверстий впервые была рассмотрена в 1940-х годах, а затем были предприняты попытки изготовления высококачественных микроотверстий. В 1958 году Levin [15] просверлил отверстие размером 15 мкм с помощью токарного станка, это была первая попытка выполнить микрообработка. Между 1960-1970 гг. ряд работ по обработке микроотверстий проводился, как правило, в Японии, России и США. Следующее десятилетие можно рассматривать как начало микрообработки как в области обычного резания, так и в нетрадиционной микрообработке. В этот период проводилось несколько разных исследовательских экспериментов, однако их объем был ограничен.

Спиральные и лопаточные сверла из быстрорежущей стали и карбидных материалов обычно изготавливали шлифованием и в основном использовали для сверления отверстий размером до 25 мкм. В качестве сверлильных станков использовались токарные станки, в результате чего была недостаточная скорость шпинделя. Заготовки в это время были ограничены латунью, сталью, медью, нержавеющей сталью, золотом и пластиком. Также в обработке микроотверстий проводились некоторые теоретические исследования, такие как анализ крутящего момента и тяги.

Методы микрообработки

С

Методы микрообработки резанием

С

5)

Методы ЭФХ микрообработки

г

Микросверление

Механическое воздействие

Термическое воздействие

Химическое (электрохимическое) воздействие

Ультразвуковая микрообработка Элионная4 микрообработка

■ Струйная микрообработка Лазерная микрообработка

г Абразивно-струйная микрообработка Электроэрозионная микрообработка

Фотохимическая микрообработка

Струйная химическая микрообработка

Электрохимическая микрообработка

1), 2) сложность изготовления инструментов; трудности обработки элементов с большим аспектным отношением сторон; проблемы обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов

3) проблемы обработки поверхностей с большим аспектным отношением;

4) дорогостоящее оборудование; обработка в вакууме, сложность формирования элементов с большим аспектным отношением сторон

5) дорогостоящее оборудование, сложности достижения высокой точности и качества поверхности

Рис. 4. Методы обработки микроотверстий

Среди нетрадиционных методов, в этом десятилетии было замечено только лазерная обработка. В 1980 г. Б^а^^ага [16] обсудил различные параметры микрообработки, включая форму сверла, скорость подачи, скорость резания, структуру заготовки, стружкообразование и силу резания. Работа Г^^а и др. [17] опубликованная в 1981 г. сообщает обработке

16

глубоких отверстий со скоростью до 18000 об/мин. С конца 1980-х годов спрос на изготовление микроотверстий увеличился. Чтобы справиться с большим производством форм для печатных плат с внедрением ЧПУ (числового программного управления), и с тех пор, произошла инновационная эволюция микрообработки с целью удовлетворения постоянно растущего промышленного спроса в различных секторах.

В процессе микрорезания происходит механическое взаимодействие острой режущей кромки инструмента с материалом заготовки, приводящее к его разрушению по определенным траекториям и к удалению ненужных объемов материала в виде стружки.

Сверление зачастую не может использоваться, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов, например, отверстие диаметром, менее 1 мм, выполнить этим методом обработки в нержавеющих, титановых и жаропрочных сплавах затруднительно, а в термообработанных сталях и твердых сплавах — невозможно. В последние годы минимальный размер микроотверстий, получаемых сверлением, равен 50 мкм.

Получение сверлением отверстий меньших размеров ограничено возможностью изготовления достаточно стойких и качественных сверл, отсутствием прецизионного высокочувствительного сверлильного оборудования. К тому же, как показали исследования, микроотверстия диаметром менее 0,05 мм, полученные сверлением, как правило, не имеют четко очерченного контура. Кроме того, сверление глубоких отверстий является сложной и трудоемкой операцией. Вследствие малой жесткости длинных сверл под действием сил резания возникает их продольный изгиб, что может привести к искривлению оси отверстия. При больших значениях вылета L сверл и глубинах Н сверления изгибная прочность сверл резко снижается. Оно может выполняться [7,18]:

• с вращением сверла и его подачей;

• с вращением детали и подачей сверла;

• с вращением детали (медленным) и сверла (быстрым) в

противоположных направлениях.

Трудности при обработке глубоких отверстий, особенно с повышенными требованиями по точности и шероховатости поверхности, связаны не только с ухудшением условий отвода стружки и подвода СОЖ, но главным образом с малой жесткостью инструмента, которая прогрессивно снижается с ростом глубины и уменьшением диаметра отверстий. По этой причине возникают вибрации, снижающие стойкость инструмента, точность и качество поверхности отверстий (рис. 5).

Рис. 5. Зависимость увода оси от применения различных схем сверления [18]: 1 - заготовка неподвижна, сверло вращается; 2 - заготовка вращается, сверло неподвижно; 3 - заготовка и сверло вращаются в противоположных

направлениях.

Большинство типов сверл изготавливаются из быстрорежущих сталей, легированной стали Р6М5 и др. Для повышения производительности сверления глубоких микроотверстий и удаления стружки применяются различные типы сверл, следует отметить сверла со спиральными канавками, ступенчатыми и прямоугольными (рис 6). Однако эти сверла имеют следующие недостатки: стоимость таких сверл существенно выше обычных и сверла такого диаметра выпускаются весьма ограниченным числом производителей.

С увеличением длины отверстия создаются неблагоприятные условия для образования стружки и затрудняется ее удаление из отверстия в процессе обработки. Это приводит к необходимости уменьшения скорости резания и подачи.

б) в)

Рис. 6. Типовые сверлы для сверления микроотверсти [19]: а -спиральное (ё = 10 мкм); б - ступенчатое; в - прямоугольное (ё = 12,5 мкм).

Таким образом, можно выявить преимущества и недостатки данного метода обработки глубоких отверстий малого диаметра.

Основными преимуществами данного метода являются: высокая производительность процесса, его широкая освоенность на всех предприятиях, относительная дешевизна метода.

Основными недостатками данного метода являются: высокая вероятность брака вследствие поломки или заклинивания инструмента внутри отверстия, невозможность получения отверстий некруглого сечения, необходимость применения специального оборудования, обеспечивающего высокие значения частоты вращения шпинделя, невозможность получения отверстий в твёрдых или вязких материалах, проблема вывода стружки из

обрабатываемого отверстия, сложность подвода СОЖ к инструменту, появление заусенцев на кромках отверстия.

Поэтому для обработки глубоких отверстий малых диаметров более эффективными являются нетрадиционные методы микрообработки.

1.2.2. Нетрадиционные методы микрообработки

Нетрадиционные методы микрообработки - это сравнительно новый подход по сравнению с обычной микрообработкой резанием. Среди всех нетрадиционных методов лазерная обработка выделяется, тем, что этот метод начали использовать в 1970-х [20]. Более всего в этот период, лазерная обработка основывалась на длинноимпульсном СО2 и лазерной системе YAG. В этих системах удаление материала происходит расплавлением, вытеснением, что приводит к низкой точности размеров и микротрещинам на стенке просверленных отверстий. Эти недостатки ограничивали использование технологии. В следующем десятилетии некоторые недостатки были устранены с помощью разработки маломощных волноводов, эксимерных лазеров и лазеров на Nd-YAG с учетверением частоты [21]. Однако эти методы были ограничены неметаллическими материалами и сверлением отверстий большого диаметра. В этом периоде некоторые другие нетрадиционные методы микрообработки, такие как ЭЭО тоже были использованы для микрообработки. В 1986 году Kagaya и другие [22] успешно исследовали МЭЭО на различных материалах и получилии микроотверстия диаметром 170 мкм с соотношением L/D от 10 до 17. В 1990-2000 г.г. наряду с лазерной и электроэрозионной обработкой выполнялась электрохимическая микрообработка и ультразвуковая микрообработка, однако их использование было ограниченным [23 - 24]. Лазерная обработка, в этом десятилетии, была ориентирована в основном на достижение более высокой точности и большего аспектного отношения L/D.

В отличие от обычного сверления, нетрадиционная техника микрообработки включает в себя использование различные физических

процессов: электрических, химических, термических операций и/или сочетания этих процессов. Нетрадиционные методы, которые обычно используются в современных приложениях, можно резюмировать следующим образом.

Нетрадиционные методы микрообработки:

- электронно-лучевая обработка

- лазерная обработка

- электрохимическая обработка

- ультразвуковая обработка

- электроэрозионная обработа

Лазерная обработка отверстий малых диаметров имеет широкие перспективы в авиадвигателестроении. Это обусловлено возможностью получения отверстий диаметром от десятков микрометров до нескольких миллиметров, значительной глубины (до 600 диаметров), с высокой производительностью и точностью, в любых металлах, сплавах и керамиках. Обработка производится с подачей под давлением кислорода, воздуха или инертного газа для окисления и выдувания продуктов разрушения из отверстия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Тхань Зием, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Елисеев Ю. С., Саушкин Б. П. Электроэрозионная обработка изделий

авиационно - космической техники. М.: Изд-во МГТУ им НЭ Баумана. 2010. 437 С.

2. Bhattacharyya B., Malapati M., Munda J., Sarkar A. Influence of tool vibration on machining performance in electrochemical micro-machining of copper // Int. J. Mach. Tools Manuf., 2007. Vol. 47(2). P. 335-342.

3. Jahan M. P., Rahman M., Wong Y. S. A review on the conventional and micro-electrodischarge machining of tungsten carbide // Int. J. Mach. Tools Manuf., 2011. Vol. 51(12). P. 837-858.

4. Raju L., Hiremath S.S. A State-of-the-art review on micro electrodischarge machining // Procedia Technology, 2016. Vol. 25. P. 1281-1288.

5. Prakash V., Kumar P., Singh P.K., Hussain M., Das A.K., Chattopadhyaya S. Micro-electrical discharge machining of difficult-to-machine materials: a review. Mech. Eng. B-J. Eng., 2019. P. I. Vol. 233(2). P. 339-370.

6. Feng G., Yang X., Chi G. Experimental and simulation study on micro hole machining in EDM with high-speed tool electrode rotation // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2019. Vol. 101. P. 367-375.

7. Технология производства авиационных газотурбинных двигателей : учебное пособие для вузов / Ю.С. Елисеев, А.Г. Бойцов, В.В. Крымов, Л.А. Хворостухин. М.: Машиностроение, 2003. - 512 с., ил.

8. Саушкин Б.П. Электроэрозионная обработка: состояние и перспективы развития часть 2. прошивка отверстий // РИТМ машиностроения. 2012. № 9(77). C. 20-24.

9. Бойко А. Ф. Создание эффективной технологии и оборудования для электроэрозионной прошивки прецизионных микроотверстий: Автореф. дис. докт. техн. наук. - Белгород, 2001. 36 C.

10. Груздев А. А. Повышение производительности операций электроэрозионной прошивки отверстий малого диаметра путем наложения ультразвукового поля: диссертация на соискание учёной степени кандидата

технических наук (05.02.07). Москва. 2018. 207 C.

11. Кратюк Н.А. Определение оптимального метода получения глубоких отверстий малого диаметра в деталях ГТД и его экспериментальное исследование. //Известия МГТУ «МАМИ». 2014. №4(22). C. 20-26.

12. Василевская С. И. Формообразование глубоких отверстий малого диаметра при электроэрозионно-электрохимической прошивке: Автореф. дис. кан. техн. наук. Новосибирск. 2020. 195 с.

13. Levin S. Instrument Lathes Used in Drilling Holes as Small as 0.0006 Inch // Machinery, Mar. 1958. 126. p. 1461.

14. Sugawara A. Study on micro diameter drill working: effects of working con-ditions on burr and cutting force // Sci Rep Res Inst Tohoku Univ Ser A: Phys. Chem. Metall. 1980. Vol. 29(1). P. 122-140.

15. Iwata K., Moriwaki T., Hoshi T. Basic study of high speed micro deep drilling // CIRP Ann. Manuf. Technol. 1981. Vol. 30(1). P. 27-30.

16. Туркин И. А. Повышение производительности сверления глубоких отверстий на основе синергетического подхода к анализу и управлению: диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук (05.02.07). Ростов-на-Дону. 2016. 190 с.

17. Suganthi X.H., Natarajan U., Ramasubbu N. A review of accuracy enhancement in microdrilling operations // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. V.81(1). P.199-217.

18. Singh P., Pramanik A., Basak A.K., Prakash C., Mishra V. Developments of non-conventional drilling methods - a review // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. V.106(5). P.2133-2166.

19. Hasan M., Zhao J., Jiang Z. A review of modern advancements in micro drilling techniques // Journal of Manufacturing Processes. 2017. Vol. 29. P. 343375.

20. Das S.C., Prabhu Das C. Torque and thrust in micro-drilling // J. Inst. Eng.. 1974. Vol. 55(4). P. 188 - 195.

21. Dyer P., Sidhu J. Excimer laser ablation and thermal coupling efficiency

topolymer films // J. Appl. Phys.. 1985. Vol. 57(4). P. 1420 - 1422.

22. Kagaya K., Oishi Y., Yada K. Micro-electrodischarge machining using water asa working fluid - I: micro-hole drilling // Precis. Eng. 1986. Vol. 8(3). P. 157-162.

23. Somashekhar S.H., Sadashivappa K. Micro drilling of non-conducting materialsusing electro chemtcal spark machine (ECSM) // Proceedings of the Fourteenth Annual Meeting of the American Society for Precision Engineering. 1999. P. 188 - 191.

24. Zhaojun Y., Wei L., Yanhong C., Lijiang W. Study for increasing microdrill reliability by vibrating drilling // Reliab. Eng. Syst. Saf.. 1998. Vol. 61(3). P. 229 - 233.

25. Алексей Г. Б. Современные технологии обработки отверстий малого диаметра // РИТМ машиностроения. 2020. №5. С. 22-29.

26. Low D. K. Y., Li L., Corfe A. G., Byrd P. J. Spatter-free laser percussion drilling of closely spaced array holes // Int J Mach Tools Manuf . 2001. Vol. 41(3). Р. 361-377.

27. Guo D., Cai K., Huang Y., Li L. T. A novel anti-spatter and anti-crack laser drilling technique: application to ceramics // Appl Phys A: Mater Sci. Process. 2003. Vol 76(7). P. 1121-1124.

28. Fan ZW, Hourng LW, Lin MY. Experimental investigation on the influenceof electrochemical micro-drilling by short pulsed voltage // Int J Adv Manuf Technol .2012. Vol 61(9-12). P. 957-966.

29. Sen M, Shan HS. A review of electrochemical macro- to micro-hole drilling processes // Int J Mach Tools Manuf . 2005. Vol 45(2). P.137-152.

30. Rathod V., Doloi B., Bhattacharyya B. Electrochemical Micromachining (EMM): Fundamentals and Applications // Non-traditional Micromachining Processes. Springer. Cham. 2017. P. 275-335.

31. Хмелёв В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н. Ультразвуковая размерная обработка материалов: Научная монография // Алт. Гос. Техн. Унт. Им. И.И. Ползунова. Барнаул. 1999. 120 С.

32. Резюков И. В., Резюкова Л. В. Современное состояние электрофизических методов размерной обработки отверстий малого диаметра в деталях из хрупких неметаллических материалов // Вестник Чувашского университета. 2016. №1. С. 76-85.

33. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. Т. 2 / Под ред. В.П. Смоленцева. М: Высш. шк., 1983 - 208 с.

34. Шаров Ю. В., Смоленцев В. П., Дроздов И. Г. Режимы и технология обработки фильтров тонкой очистки горючих смесей. Вестник Воронежского государственного технического университета, 9(5-1).

35 33. Hasan M., Zhao J., Jiang Z. A review of modern advancements in micro drilling techniques // J. Manuf. Process. 2017. Vol. 29. P. 343-375.

36. Liua Z., Qiu Z. J., Heng C., Qu N. S. Electrochemical micro drilling of stainless steel with tool electrode jump motion // In: 13th International Manufacturing Conference in China. IMCC. 2009. P. 333-338.

37. Marimuthu S., Dunleavey J., Liu Y., Smith B., Kiely A., Antar M. Characteristics of hole formation during laser drilling of SiC reinforced aluminium metal matrix composites // J. Mater. Process. Technol. 2019. Vol. 271. P. 554 -567.

38. Bamberg E., Heamawatanachai S. Orbital electrode actuation to improve efficiency of drilling micro-holes by micro-EDM // J. Mater. Process. Technol. 2009. Vol. 209(4). P. 1826 - 1834.

39. Артамонов Б.А. Анализ моделей процессов электрохимической и электроэрозионной обработки: Ч.2. - М.: Машиностроение. 1991. -140 C.

40. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. Физика электроискрового способа обработки металлов. М.: ЦБНТИ Министерства электропромышленности, 1946. -76 с.

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

42. Qudeiri J.E.A., Zaiout A., Mourad A.H.I., Abidi M.H., Elkaseer A.

Principles and characteristics of different EDM processes in machining tool and die steels // Applied Sciences. 2020. V.10(6). P.2082.

43. Верхотуров, А.Д., Гордиенко П.С., Коневцов Л.А., Панин Е.С. Некоторые комментарии к обобщениям механизма электроискрового воздействия на материалы (к 100-летию БР Лазаренко) // Вестник ДВО РАН. 2010. № 1. C. 46 - 54.

44. Поляков З.И., Исаков В.М., Исаков Д.В., Шамин В.Ю. Электрофизические и электрохимические методы обработки: Учебное пособие для студентов-заочников. Компьютерная версия. - 2-е изд., перер. и доп. — Челябинск: ЮУрГУ, 2006. - 89 с.

45. Могорян Н.В. Электрические методы обработки материалов. Кишинев: Штиинца, 1982. - 417 С.

46. Любимов В.В., Иванов А.В. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Часть первая. Лазерная и электроэрозионная обработка материалов: Учебное пособие. - Тула: ТулГУ, 2001. - 50 с.: ил.

47. Оглезнева С.А., Оглезнев Н.Д. Разработка материала электрода-инструмента для электроэрозионной прошивки // Современные проблемы науки и образования, 2014. № 2. С. 93.

48. Ставицкая Н.Б., Ставицкий Б.И. Исследование форм и размеров эрозионных лунок, образованных на различных материалах искровыми разрядами // Электронная обработка материалов. 1980. № 1. С. 9 - 13.

49. Ставицкий Б.И. Электроискровая прецизионная обработка материалов. Научные основы особо точных методов формообразования поверхностей // Электронная обработка материалов, 2002. № 1. С. 5 - 32.

50. Ставицкая Н.Б. Изучение эрозионных лунок при электроискровой обработке материалов электродом-проволокой // Электронная обработка материалов, 1980. № 6. С. 5 - 7.

51. Попилов Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982. 159 с.

52. Gurule N.B., Pansare S.A. Potentials of Micro - EDM // Journal of Mechanical and Civil Engineering. 2009. P. 50-55.

53. Yilmaz O., Okka M.A. Effect of single and multi-channel electrodes application on EDM fast hole drilling performance // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2010. Vol. 51(1-4). P. 185-194.

54. Kliuev M., Baumgart C., Buttner H., Wegener K. Flushing velocity observations and analysis during EDM drilling // Procedia CIRP, 2018. Vol. 77. P. 590-593.

55. Wang Z., Tong H., Li Y., Li C Dielectric flushing optimization of fast hole EDM drilling based on debris status analysis // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2018. Vol. 97(5-8). P. 2409-2417.

56. Wang J., Han F., Cheng G., Zhao F. Debris and bubble movements during electrical discharge machining. International // J. Mach. Tool. Manuf., 2012. Vol. 58. P. 11-18.

57. Wansheng Z., Zhenlong W., Shichun D., Guanxin C., Hongyu W. Ultrasonic and electric discharge machining to deep and small hole on titanium alloy // J. Mater. Process. Tech., 2002. Vol. 120(1-3). P. 101-106.

58. Mugilan T., Vallavi A., Santhosh S., Sugumar D., Singh S.C.E. Machining of microholes in Ti-6Al-4V by hybrid micro electrical discharge machining to improve process parameters and flushing properties // Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences. 2020. V.68(3). P.565-573.

59. Goiogana M., Sarasua J.A., Ramos J.M. Ultrasonic Assisted Electrical Discharge Machining for High Aspect Ratio Blind Holes // Procedia CIRP, 2018. Vol. 68(1). P. 81-85.

60. Wang C.C., Yan B.H. Blind-hole drilling of Al2O3/6061Al composite using rotary electro-discharge machining // J. Mater. Process. Tech., 2000. Vol. 102(1-3). P. 90-102.

61. Aliakbari E., Baseri H. Optimization of machining parameters in rotary EDM process by using the Taguchi method // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2012. Vol. 62(9-12). P. 1041-1053.

62. Nastasi R., Koshy P. Analysis and performance of slotted tools in electrical discharge drilling // CIRP Annals. 2014. V.63(1). P.205-208.

63. Li Z., Bai J. Influence of alternating side gap on micro-hole machining performances in micro-EDM // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. V.94(1). P.979-989.

64. Wang J., Han F. Simulation model of debris and bubble movement in consecutive-pulse discharge of electrical discharge machining // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2014. V.77. P.56-65.

65. Kibria G., Jahan M.P., Bhattacharyya B. Micro-electrical discharge machining processes. Singapore: Springer, 2019. 30 p.

66. Shabgard M.R., Gholipoor A., Baseri H. A review on recent developments in machining methods based on electrical discharge phenomena // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2016. Vol. 87(5-8). P. 2081-2097.

67. Yu Z. Y., Rajurkar K. P., Shen H. High aspect ratio and complex shaped blind micro holes by micro EDM // CIRP annals, 2002. Vol. 51(1). P. 359 - 362.

67. Egashira K., Taniguchi T., Hanajima S., Tsuchiya H., Miyazaki M. Planetary EDM of micro holes // International Journal of Electrical Machining, 2006. Vol. 11. P. 15 - 18.

69. Bamberg E., Heamawatanachai S. Orbital electrode actuation to improve efficiency of drilling micro-holes by micro-EDM // J. Mater. Process. Technol., 2009. Vol. 209(4). P. 1826 - 1834.

70. Wong Y.S., Lim L.C., Lee L.C. Effects of flushing on electro-discharge machined surfaces. // Journal of materials processing technology, 1995. Vol. 48(1-4). P. 299 - 305.

71. Feng G., Yang X., Chi G. Experimental and simulation study on micro hole machining in EDM with high-speed tool electrode rotation // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. V. 101. P.367-375.

72. Xie B.C., Liu J.G., Cui H.X. Investigation of debris particles distribution in electrical discharge machining of micro-holes array // Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures. 2020. V.15(1). P.15-23.

73. Tanjilul M., Ahmed A., Kumar A.S., Rahman M. A study on EDM debris particle size and flushing mechanism for efficient debris removal in EDM-drilling of Inconel 718 // Journal of Materials Processing Technology. 2018. V.255. P. 263-274.

74. Klocke F., Zeis M., Heidemanns L. Fluid structure interaction of thin graphite electrodes during flushing movements in sinking electrical discharge machining // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2018. V.20. P.23-28.

75. Meena V.K., Azad M.S., Mitra S. Effect of flushing condition on deep hole micro-EDM drilling // International Journal of Machining and Machinability of Materials, 2012. Vol 12(4). P. 308 - 320.

76. Ставицкий И.Б. Расчет параметров подачи рабочей жидкости через трубчатый электрод-инструмент при электроэрозионном прошивании отверстий малого диаметра // Машиностроение и компьютерные технологии. 2016. № 11. С. 28-37.

77. Ставицкий И.Б. Разработка методов повышения производительности электроэрозионной прошивки прецизионных глубоких отверстий: диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук (05.03.01). Москва. 1994.

78. Kliuev M., Baumgart C., Wegener K. Fluid Dynamics in Electrode Flushing Channel and Electrode-Workpiece Gap During EDM Drilling // Procedia CIRP, 2018. Vol. 68. P. 254 - 259.

79. Z. Wansheng, W. Zhenlong, D. Shichun, C. Guanxin, W. Hongyu Ultrasonic and electric discharge machining to deep and small hole on titanium alloy // J. Mater. Process. Tech., 2002. Vol. 120(1-3). P. 101 - 106.

80. Garn R., Schubert A., Zeidler H. Analysis of the effect of vibrations on the micro-EDM process at the workpiece surface // Precision Engineering, 2011. Vol. 35(2). P. 364 - 368.

81. Kremer D., Lebrun J.L., Hosari B., Moisan A. Effects of ultrasonic vibrations on the performances in EDM // CIRP Annals, 1989. Vol. 38(1). P. 199 -

82. Liao Y.S., Liang H.W. Study of vibration assisted inclined feed micro-EDM drilling // Procedia CIRP, 2016. Vol. 42. P. 552 - 556.

83. Wang C.C., Yan B. H. Blind-hole drilling of Al203/6061Al composite using rotary electro-discharge machining // J. Mater. Process. Tech., 200. Vol. 102(1-3). P. 90 - 102.

84. Aliakbari E., Baseri H. Optimization of machining parameters in rotary EDM process by using the Taguchi method // Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2012. Vol. 62(9-12). P. 1041 - 1053.

85. Murray J.W., Sun J., Patil D.V., Wood T.A., Clare A.T. Physical and electrical characteristics of EDM debris // Journal of Materials Processing Technology. 2016. V.229. P.54-60.

86. Yu Z., Hu X., Rajurkar K.P. Influence of debris accumulation on material removal and surface roughness in micro ultrasonic machining of silicon // CIRP Annals. 2006. V.55(1). P.201-204.

87. Hung J.C., Lin J.K., Yan B.H., Liu H.S., Ho P.H. Using a helical microtool in micro-EDM combined with ultrasonic vibration for micro-hole machining // Journal of Micromechanics and Microengineering. 2006. V.16(12). P.2705-2713.

88. Maccarini G., Pellegrini G., Ravasio C. Effects of the properties of workpiece, electrode and dielectric fluid in micro-EDM drilling process // Procedia Manufacturing. 2020. V.51. P.834-841.

89. Liu H., Bai J. The Tool Electrode Wear and Gap Fluid Field Simulation Analysis in Micro-EDM Drilling of Micro-hole Array // Procedia CIRP. 2020. V.95. P.220-225.

90. Huang T.W., Sheu D.Y. High aspect ratio of micro hole drilling by Micro-EDM with different cross-section shape micro tools for flushing process // Procedia CIRP. 2020. V.95. P.550-553.

91. Kumar R., Singh I. Parametric optimisation for micro electric discharge drilling process // International Journal of Additive and Subtractive Materials Manufacturing. 2017. V.1(3-4). P.257-264.

92. Malayath G., Katta S., Sidpara A.M., Deb S. Length-wise tool wear compensation for micro electric discharge drilling of blind holes // Measurement. 2019. V.134. P.888-896.

93. Wu Y.Y., Huang T.W., Sheu D.Y. Desktop Micro-EDM system for high-aspect ratio micro-hole drilling in tungsten cemented carbide by cut-side Micro-tool // Micromachines. 2020. V.11(7). P.675.

94. Чермошенцева А.А., Плотникова И.С. Численные схемы решения двумерного уравнения теплопроводности в цилиндрических координатах // Вестник Камчатского государственного технического университета, 2011. № 15. С. 21 - 25.

95. Золотых Б.Н., Мельдер Р.Р. Физические основы электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение, 1977. 43 С.

96. Лившиц А.Л. Электроимпульсная обработка металлов/А.Л. Лившиц - М.: Машиностроение. 1967. 296 С.

97. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления // М.: Энергия. 1978. 456 С.

98. Ставицкий И.Б., Битюцкая Ю.Л. Назначение рациональных режимов электроэрозионной обработки платины с использованием решений тепловой задачи Стефана // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 11. С. 60 - 71.

99. Liu J.F., Guo Y.B. Thermal Modeling of EDM with Progression of Massive Random Electrical Discharges // J. Procedia Manufacturing. 2016. V.5. P. 495-507.

100. Jiajing T. and Xiaodong Y. Simulation investigation of thermal phase transformation and residual stress in single pulse EDM of Ti-6Al-4V // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V.51. 135308.

101. Singh M., Sharma S., Ramkumar J. Numerical Simulation of Melt-Pool Hydrodynamics in ^-EDM Process // Procedia CIRP. 2020.. V.95. P.226-231.

102.Gadeschi G.B., Schneider S., Mohammadnejad M., Meinke M., Klink A., Schroder W., Klocke F. Numerical Analysis of Flushing-Induced Thermal

Cooling Including Debris Transport in Electrical Discharge Machining (EDM) // Procedia CIRP. 2017. V.58. P.116-121.

103. Revaz B., Witz G., Flukiger R. Properties of the plasma channel in liquid discharges inferred from cathode local temperature measurements // Journal of Applied Physics. 2005. V.98. ArtNum:113305.

104. Izquierdo B., Sanchez J.A., Plaza S., Pombo I., Ortega N. A numerical model of the EDM process considering the effect of multiple discharges // Int. J. of Machine Tools & Manuf. 2009. P. 220-29.

105. Sarathlal T.P., Govindan P. A Review on Numerical Modeling of Electrical Discharge Machining // ICSEE. 2020. P.340-346.

106. Jithin S., Raut A., Bhandarkar U.V., Joshi S.S. Finite element model for topography prediction of electrical discharge textured surfaces considering multi-discharge phenomenon // International Journal of Mechanical Sciences. 2020. V.177. P.105604.

107. Sarand M.J., Shabgard M., Saghaie M.J., Sarand L.J. Tool wear estimating model considering modeling improvement factors in electrical discharge machining process based on physical properties of tool electrodes // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2017. V.231(5). P.850-866.

108. Зием Н.Т., Волгин В.М. Моделирование формирования эрозионных лунок при электроэрозионной микрообработке // Известия ТулГУ. Технические науки, 2018. № 7. С. 54 - 64.

109. Shuvra. Das, Mathias. Klotz EDM simulation: finite element based calculation of deformation, microstructure and residual stresses // Journal of Materials Processing Technology. 2003. V. 142. P. 434 - 451.

110. Joshi S.N., Pande S.S. Thermo-physical modeling of die-sinking EDM process // Journal of Manufacturing Processes. 2010. V. 12. P. 45 - 56.

111. Shaju T.M., Samuel G.L. Experimental Investigation and Finite Element Modelling of Electrical Discharge Machining Using Hollow Electrodes and Injection Flushing // In Advances in Simulation, Product Design and

Development. Springer: Singapore. 2020. P.65-77.

112. Weingartnera E., Kustera F., Wegenera K. Modeling and simulation of electrical discharge machining // Procedia CIRP. 2012. V. 2. P. 74-78.

113. Абляз Т.Р., Муратов К.Р., Красновский Е.Е., Борисов Д.А. Моделирование температурного воздействия единичного импульса при электроэрозионной обработке // В Е С Т Н И К П Н И П У. 2018. Т. 20, №1.

114. DiBitonto D.D., Eubank P.T., Patel M.R., Barrufet M.A. Theoretical models of the electrical discharge machining process - I. A simple cathode erosion model. J. Appl. Phys. 1989. V 66. P. 4095 - 4103.

115. Revaz B., Witz G., Flukiger R. Properties of the plasma channel in liquid discharges inferred from cathode local temperature measurements // Journal of Applied Physics. 2005. V.98. ArtNum:113305

116. Hoang K. T., Satish Kumar Gopalan and Seung-Han Yang Study of energy distribution to electrodes in a micro-EDM process by utilizing the electrothermal model of single discharges // Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. V. 29 (1). P. 349-356.

117. Assarzadeh S., Ghoreishi M. Prediction of root mean square surface roughness in low discharge energy die-sinking EDM process considering the effects of successive discharges and plasma flushing efficiency // Journal of Manufacturing Processes. 2017. V. 30. P. 502-515

118. Lyubimov V.V., Volgin V.M., Gnidina I.V., Salomatnikov M.S. Formation of the workpiece shape and surface finish during electrical discharge machining // Procedia CIRP. 2018. V. 68. P. 319-324.

119. Нгуен Т.З., Волгин В.М. Анализ влияния переменности теплофизических свойств обрабатываемого материала на форму и размеры лунки при электроэрозионной обработке // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула. ТулГУ. 2018. Вып.7. С.18-27.

120. Nguyen T.D., Volgin V.M., Lyubimov V.V. Simulation of Electrical Discharge Machining of Micro-holes // In International Conference on Industrial Engineering. Springer, Cham. 2019. P. 381-390.

121. DiBitonto D.D., Eubank P.T., Patel M.R., Barrufet M.A. Theoretical models of the electrical discharge machining process. I. A simple cathode erosion model // Journal of Applied Physics, 1989. Vol. 66(9). P. 4095-4103.

122. Huang H., Zhang Z., Ming W., Xu Z., Zhang Y. A novel numerical predicting method of electric discharge machining process based on specific discharge energy // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 2017. V. 88. P. 409-424.

123. Jamshid Sabbaghzadeh, Maryam Azizi, Torkamany M.J. Numerical and experimental investigation of seam welding with a pulsed laser // Opt. Laser Technol. 2008. V. 40. P. 289-296.

124. Walter Frei Modeling Thermal Ablation for Material Removal [Электронный ресурс]: Comsol Blog. 2016. URL: https://www.comsol.com/blogs/modeling-thermal-ablation-for-material-removal/ -Загл. с экрана. - (дата обращения: 09.10.2018).

125. Немилов Е.Ф. Электроэрозионная обработка материалов: учебник для ПТУ. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отдел-е. 1983. - 160 с.

126. Шлыков Е.С. Повышение эффективности электроэрозионной обработки изделий из сталей с высокотемпературной износостойкостью -дис. докт. техн. наук. Пермь, 2018. - 127с.

127. Pontelandolfo P., Haas P., Perez R. Particle hydrodynamics of the electrical discharge machining process. Part 2: Die sinking process // Procedia CIRP, 2013. Vol. 6. P. 47-52.

128. Upadhyay L., Aggarwal M.L., Pandey P.M. Comparative analysis of magneto rheological fluid assisted electrical discharge machining at stationary and rotating conditions of tool // J. Adv. Manuf. Syst., 2018. Vol. 17(03). P. 277-290.

129. Liu Y., Chang H., Zhang W., Ma F., Sha Z., Zhang S. A simulation study of debris removal process in ultrasonic vibration assisted electrical discharge machining (EDM) of deep holes // Micromachines, 2018. Vol. 9(8). 378.

130. Pozrikidis C. Fluid Dynamics: Theory, Computation, and Numerical Simulation // Springer, 2017. 912 p.

131. Chang W.J., Xi Y.Y., Li H.W. Simulation of Gap Flow Field in EDM

Process Uesd Oil-in-Water Working Fluid // Key Engineering Materials. 2020. V.841. P.232-237.

132. Morimoto K., Kunieda M. Sinking EDM simulation by determining discharge locations based on discharge delay time // CIRP Annals. 2009. V.58(1). P.221-224.

133. Quarto M., D'Urso G., Giardini C., Maccarini G. FEM model development for the simulation of a micro-drilling EDM process // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2020. V.106(7). P.3095-3104.

134. Sapkal S.U., Jagtap P.S. Optimization of micro EDM drilling process parameters for titanium alloy by rotating electrode // Procedia Manufacturing. 2018. V.20. P.119-126.

135. Wang K., Zhang Q., Zhang J. Evaluation of scale effect of micro electrical discharge machining system // Journal of Manufacturing Processes. 2019. V.38. P.174-178.

136. Pramanik A., Basak A.K., Littlefair G., Debnath S., Prakash C., Singh M.A., Marla D., Singh R.K. Methods and variables in Electrical discharge machining of titanium alloy-A review // Heliyon. 2020. V.6(12). P.e05554.

137. Ming W., Jia H., Zhang H., Zhang Z., Liu K., Du J., Shen F., Zhang G. A comprehensive review of electric discharge machining of advanced ceramics // Ceramics International. 2020. V.46. P.21813-21838.

138. Wu H., Ma J., Meng Q., Jahan M.P., Alavi F. Numerical modeling of electrical discharge machining of Ti-6Al-4V // Procedia Manufacturing. 2018. V.26. P.359-371.

139. Erdem O., Cogun C., Uslan I., Erbas M. Thermo-fluid multi-physics modeling and experimental verification of volumetric workpiece material removal by a discharge pulse in electric discharge machining process // Journal of Physics D: Applied Physics. 2020. V.53(39). P.395501.

140. Sarand M.J., Shabgard M., Saghaie M.J., Sarand L.J. Tool wear estimating model considering modeling improvement factors in electrical

discharge machining process based on physical properties of tool electrodes // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2017. V.231(5). P.850-866.

ПРИЛОЖЕНИЕ

АКТ

об использовании научных положений и результатов кандидатской диссертации Нгуен Тхань Зием на тему: «Электроэрозионная обработка глубоких микроотвертий» в учебном процессе Тульского государственного университета

Комиссия в составе начальника учебно-методического управления, канд. техн. наук, доц. A.B. Моржова, заведующего кафедрой «Электро-и нанотехнологии», д-ра техн. наук, проф. В.В. Любимова составила настоящий акт в том, что научные положения и результаты диссертационной работы Нгуен Тхань Зием:

- математическая модель процесса электроэрозионного формообразования отверстий малого диаметра, учитывающая влияние переменных теплофизических свойствах материалов, фазовых переходов и износа электрода-инструмента;

- математическая модель процесса эвакуации продуктов эрозии из межэлектродного пространства при электроэрозионной микрообработке электродами электродов-инструментами различной формы, которые совершают поступательное и вращательное движение;

- методологические основы изучения процесса формообразования отверстий малого диаметра при электроэрозионной микрообработке. Материалы, экспериментальная установка и методики исследований.

Реализованы в учебном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлениям 15.03.01 и 15.04.01 «Машиностроение» (профиль «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов») и включены в разделы лекционных курсов дисциплин «Теоретические основы обработки концентрированными потоками энергии», «Технология и методы обработки концентрированными потоками энергии», «Физико-химические методы микро- и нанообработки», применяются при выполнении курсовых и дипломных проектов на кафедре «Электро и нанотехнологии» ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет».

Начальник учебно-методического управления, канд. техн. наук, доц.

A.B. Моржов

Заведующий кафедрой «Электро- и нанотехно .....

д-р техн. наук, проф.