<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">28983</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Machine building and mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">RESEARCH OF DEPENDENCE OF WEAR ELECTRODE-TOOL FROM THE DEPTH  OF PROCESSING</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ОБЪЕМНОГО ИЗНОСА ЭЛЕКТРОДА-ИНСТРУМЕНТА ОТ ГЛУБИНЫ ОБРАБОТКИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бойко</surname>
       <given-names>А.Ф. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Boyko</surname>
       <given-names>A.F. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Кудеников</surname>
       <given-names>Е.Ю. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kudenikov</surname>
       <given-names>E.Yu. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>1</volume>
   <issue>9</issue>
   <fpage>122</fpage>
   <lpage>124</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/28983/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/28983/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>В процессе электроэрозионной обработки отверстий малого диаметра нижние участки электрода-инструмента подвергаются воздействию боковых разрядов дольше, чем верхние, что приводит к увеличению погрешности формы получаемого отверстия. В статье анализируется зависимость величины возникающего объемного износа электрода-инструмента от глубины обработки. Установлено, что величина объемного износа возрастает с увеличением глубины обработки. На основе экспериментальных данных получена функция, наиболее точно моделирующая контур рабочей части электрода-инструмента. Описана методика оптимизации объемного износа, позволяющая определить величину дополнительного калибровочного прохода при заданном допуске на диаметр отверстия. Предложенный способ позволит повысить точность размерной электроэрозионной обработки отверстий малого диаметра.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>During EDM holes of small diameter portions of the lower electrode-tool bits are exposed to the side longer than the upper, which leads to increased errors resulting form the opening. The article analyzes the dependence of emerging volumetric wear of the electrode-tool machining depth. It is found that the magnitude of the volumetric wear increases with the depth of processing. Based on experimental data obtained by the function that most closely simulates the contour of the working part of the tool-electrode. A method for optimizing the volumetric wear, which allows to determine the amount of additional calibration passes at a given tolerance on hole diameter. The proposed method will increase the accuracy of dimensional electrical discharge machining of small diameter holes.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>точность электроэрозионной обработки</kwd>
    <kwd>конусность отверстий малого диаметра</kwd>
    <kwd>объемный износ электрода-инструмента</kwd>
    <kwd>калибровочный проход</kwd>
    <kwd>торцевание электрода-инструмента</kwd>
    <kwd>глубина электроэрозионной обработки</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>precision EDM</kwd>
    <kwd>taper holes of small diameter</kwd>
    <kwd>volumetric wear of the electrode-tool calibration run</kwd>
    <kwd>trimming tool-electrode EDM depth</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Известно, что в процессе ЭЭО по зазору между стенками отверстия и ЭИ движется жидкость, насыщенная продуктами эрозии, которые создают условия для паразитных разрядов [1-5]. Так как нижние участки электрода-инструмента (ЭИ) подвергаются действию боковых разрядов дольше, чем верхние, то ЭИ в процессе обработки заостряется, что приводит к увеличению погрешности формы (в т. ч. конусности) получаемого отверстия. Для снижения величины конусности производится калибрование отверстия путем дополнительной подачи или повторная обработка отверстия отторцованным электродом-инструментом [6]. Характер износа и его величина в зависимости от глубины обработки изучены не были. При этом калибруется отверстие до прекращения боковых разрядов, что приводит к увеличению таких видов погрешности как конусность и овальность [7-10]. Методы оптимизации величины калибровочного прохода не разработаны. Настоящая работа направлена на изучение закономерностей объемного износа и разработку методики его оптимизации. Для выявления математической модели зависимости (1) значения износа ЭИ по диаметру γd  от величины подачи ЭИ h был проведен ряд экспериментов на электроэрозионном станке 04ЭП10М.  γd=f(h)                              (1)Эксперименты проводились на следующих режимах: частота генератора импульсов - 25 кГц; энергия импульса – 9,25 мкДж; материал электрода-детали – коррозионностойкая сталь 08Х18Н10Т, электрода-инструмента – вольфрам в виде проволоки, рабочая среда – вода водопроводная.Эксперимент проводился следующим образом. Электродом-инструментом диаметром d=100 мкм прошивались отверстия с величиной подачи ЭИ h=100…500 мкм с шагом 100 мкм. После обработки каждого отверстия с помощью цифрового микроскопа Levenhuk D70L делался ряд снимков рабочей части ЭИ, после чего электрод-инструмент торцевался на величину, превышающую значение подачи на 50-100 мкм и производилась обработка следующего отверстия. На рис.1. представлены контуры рабочей части электрода-инструмента.Анализируя форму износа электрода-инструмента, в качестве функции, описывающей контур рабочей части ЭИ, были предложены показательная функция (2) и функция эллипса (3).  γd1(r)=abr,                        (2)γd2(r)=h-h1-rd/2a1/b ,          (3)где a, b – коэффициенты, изменяющиеся в зависимости от глубины отверстия, h – величина подачи ЭИ, мкм, d – диаметр ЭИ, мкм.С помощью системы Mathcad, используя экспериментальные значения длины изношенной части ЭИ γdэ , находим коэффициенты a и b функций (2) и (3). Подставим их в (2) и (3) и найдем значения γd1 , γd2  в 6 точках (при r=0…50). Полученные значения для h=100 мкм сведем в табл.1.  Рис. 1. Контуры рабочей части электрода-инструмента при величине подачи h=100…500 мкм. Выполним аналогичные расчеты для других значений величины прохода ЭИ h, результаты сведем в табл.2.Анализируя значения, представленные в табл.2, можно сделать вывод о том, что функция эллипса (3) более точно описывает форму рабочей части электрода-инструмента. Найдем зависимость длины изношенной части электрода-инструмента γd  от величины подачи ЭИ h через коэффициенты a и b функции (3). Для этого построим графики (рис.2) функций a=fh,                                 (4)b=fh,                                 (5)Анализируя графики (рис.2), можно сделать вывод о том, что значение коэффициентов a и b изменяется по линейному закону. Определим вид функций (4) и (5):a=-0.3686h+3.2576,              (6)b=1.0862h+1.6248      .          (7)Определим функцию зависимости длины изношенной части электрода инструмента γd  от величины подачи h при заданном допуске на отверстие ∆ , подставив вместо коэффициентов a и b функции (6) и (7): γdh=h-h∙1-∆d-0.3686h+3.257611.0862h+1.6248                                   (8) Таблица 1Сравнение экспериментальных значений величины износа ЭИ γd  с расчетными в зависимости от радиуса rr, мкм01020304050γdэ , мкм00.652.437.3918.75100γd1  (r), мкм0.0350.1730.8514.19820.701102.087γd2  (r), мкм00.3792.3967.4618.737100(γdэ -γd1  (r))21.225x10-30.2282.49310.1913.8064.354(γdэ -γd2  (r))200.0731.129x10-34.863x10-31.74x10-40Σ(γdэ -γd1  (r))221.072Σ(γdэ -γd2  (r))20.079   Таблица 2Значения сумм квадратов отклонений экспериментальных значений γd  от расчетныхh, мкм100200300400500Σ(γdэ -γd1  (r))221.072125.202387.488840.5531904Σ(γdэ -γd2  (r))20.0795.6857.8619.58511.48  Полученная зависимость (8) позволяет для конкретного рассматриваемого случая точно определить величину калибровки отверстия или торцевания электрода-инструмента, что позволит уменьшить конусность.Таким образом, можно сделать следующие обобщающие выводы.При электроэрозионной обработке малых отверстий объемный износ электрода-инструмента увеличивается с увеличением глубины обработки.Описанный объемный износ ЭИ с наибольшей точностью моделируется зависимостью эллипсного типа.Разработанная методика позволяет определить с высокой точностью величину дополнительного калибровочного прохода ЭИ после «вскрытия» отверстия с целью обеспечения требуемой точности обрабатываемого отверстия.   Рис. 2. Зависимость коэффициентов a (а) и b (б) от величины подачи ЭИ h.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Левинсон Е.М., Лев В.С., Гуткин В.Г., Лившиц А.Л., Юткин Л.А. Электроразрядная обработка материалов. Л.: Машиностроение, 1971. 256 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Levinson E.M., Lev V.S., Gutkin V.G., Livshic A.L., Yutkin L.A. Elektrorazryadnaya obrabotka materialov. L.: Mashinostroenie, 1971. 256 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Бойко А.Ф. Эффективная технология и оборудование для электроэрозионной прошивки микроотверстий. Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2010. 314 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Boyko A.F. Effektivnaya tehnologiya i oborudovanie dlya elektroerozionnoy proshivki mikrootverstiy. Belgorod: Izd-vo BGTU im. V.G. Shuhova, 2010. 314 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Золотых Б.Н. Физические основы электроискровой обработки. М.: Машиностроение, 1977. 44 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zolotyh B.N. Fizicheskie osnovy elektroiskrovoy obrabotki. M.: Mashinostroenie, 1977. 44 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Попилов Л.Я. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. Л.: Машиностроение, 1971. 544 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Popilov L.Ya. Spravochnik po elektricheskim i ul'trazvukovym metodam obrabotki materialov. L.: Mashinostroenie, 1971. 544 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Фатеев Н.К. Технология электроэрозионной обработки. М.: Машиностроение, 1980. 184 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fateev N.K. Tehnologiya elektroerozionnoy obrabotki. M.: Mashinostroenie, 1980. 184 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лазаренко Б.Р. Электроискровая обработка металлов. М.: Машиностроение, 1950. 164 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lazarenko B.R. Elektroiskrovaya obrabotka metallov. M.: Mashinostroenie, 1950. 164 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Артамонов Б.А., Вишницкий А.Л., Волков Ю.С., Глазков А.В. Размерная электрическая обработка металлов. М.: Высш. школа, 1978. 336 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Artamonov B.A., Vishnickiy A.L., Volkov Yu.S., Glazkov A.V. Razmernaya elektricheskaya obrabotka metallov. M.: Vyssh. shkola, 1978. 336 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Левинсон Е.М. Отверстия малых размеров. Л.: Машиностроение, 1977. 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Levinson E.M. Otverstiya malyh razmerov. L.: Mashinostroenie, 1977. 152 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гуткин Б.Г. Автоматизация электроэрозионных станков. Л.: Машиностроение, 1971. 160 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gutkin B.G. Avtomatizaciya elektroerozionnyh stankov. L.: Mashinostroenie, 1971. 160 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Левинсон Е.М., Лев В.С. Электроэрозионная обработка металлов. Л.: Лениздат, 1972. 328 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Levinson E.M., Lev V.S. Elektroerozionnaya obrabotka metallov. L.: Lenizdat, 1972. 328 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
