Разработка технологии изготовления комбинированного электрода-инструмента методом быстрого прототипирования

Цель исследования. Создание методологии, позволяющей проектировать электроды- инструменты (ЭИ) при использовании передовых систем автоматизированного проектирования (САПР), путем формирования рабочей поверхности инструмента с геометрией, обратноэквидистантной геометрии заданной детали при учете величины межэлектродного зазора (МЭЗ), рабочего поступательного или поступательно-вращательного движения ЭИ, величины слоя токопроводного покрытия исходя из технологических параметров процесса обработки. Так же необходимо предложить, внедрить и сформировать технологические рекомендации применительно к процессу производства ЭИ из диэлектрических материалов аддитивными методами с последующим формированием на них токопроводящего слоя, величина которого должна обеспечить протекание рабочих электрических процессов в межэлектродном зазоре и необходимую стойкость инструмента. Это даст возможность расширить сферу применения комбинированных ЭИ применительно к комбинированным методам обработки, которым свойственны широкое разнообразие форм рабочей поверхности, соответствующей геометрии обрабатываемой заготовки, не ограниченной величиной степени кривизны, на порядок более низкой себестоимостью и высоким показателем технологичности при создании специального инструмента для опытного и единичного производства.

Методы. При выполнении работы были использованы теоретические положения классических закономерностей в области технологии машиностроения, электрических методов обработки, известные закономерности быстрого прототипирования и аддитивных технологий.

Результаты. Разработаны теоретические основы и технология изготовления комбинированного электрода-инструмента методом быстрого прототипирования и предложена методика по расчету и проектированию рабочей части ЭИ, учитывающая геометрические параметры обрабатываемой поверхности с учетом изменяемой величины МЭЗ.

Заключение. Обоснован механизм проектирования электрода-инструмента средствами цифрового прототипирования в современных CAD-системах с учетом особенностей геометрии детали, межэлектродного зазора и материала металлизации.

1. Zhu D., Wang K., Qu N.S. Micro wire electrochemical cutting by using in situ fabricated wire electrode CIRP Ann – Manuf Technol, 2007, 56 (1). P. 241–244.

2. El-Taweel T.A., Gouda S.A. Performance analysis of wire electrochemical turning process—RSM approach Int J Adv Manuf Technol, 2011, 53. P. 181–190.

3. Ningsong Qu, Xiaolong Fang, Wei Li, Yongbin Zeng, Di Zhu Wire electrochemical machining with axial electrolyte flushing for titanium alloy // Chinese Journal of Aeronautics. February 2013. Vol. 26, is. 1. P. 224–229.

4. Burns M Automated Fabrication: Improving Productivity in Manufacturing (Englewood Cliffs. N.J. USA: PTR Prentice Hall). 1993. 369 p.

5. Singhal S. K., Pandey A. P., Pandey P. M., Nagpal A. K. Optimum part deposition orientation in stereolithography Computer-Aided Design & Applications. 2005. Vol. 2. P. 319–328.

6. Kuts V.V., Razumov M.S., Grechukhin A.N., Bychkova N.A. Improving the quality of additive methods for forming the surfaces of odd-shaped parts with the application of parallel kinematics mechanisms // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. № 24. P. 11832-11835.

7. Определение погрешности формы детали при формообразовании планетарным механизмом методами геометрической теории резания / В.А. Гречишников, В.В. Куц, М.С. Разумов [и др.] // СТИН. 2017. № 4. С. 24-26.

8. Errors in shaping by a planetary mechanism / V.A. Grechishnikov, V.B. Romanov, P.M. Pivkin, V.V. Kuts, M.S. Razumov, A.N. Grechukhin, S.Y. Yurasov // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37. № 9. С. 824-826.

9. Гречухин А.Н., Куц В.В., Разумов М.С. Управление пространственной ориентацией узлов робота в процессе аддитивного формообразования изделий // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2018. Т. 14. № 4. С. 122-129.

10. Grechukhin A.N., Anikutin I.S., Byshkin A.S. Management of space orientation of the end effector of generation of geometry system fiveaxis manufacturing machinery for additive generation of geometry // MATEC Web of Conferences.Volume 226, 7 November 2018, Номер статьи 0100214th International Scientific-Technical Conference "Dynamic of Technical Systems", DTS 2018; Don State Technical UniversityRostov-on-Don; Russian Federation; 12 September 2018 до 14 September 2018; Код 141842

11. Grechukhin A.N., Kuts V.V., Razumov M.S. Ways to reduce the error of additive methods of forming // MATEC Web of Conferences. Volume 226, 7 November 2018, Номер статьи 0100214th International Scientific-Technical Conference "Dynamic of Technical Systems", DTS 2018; Don State Technical UniversityRostov-on-Don; Russian Federation; 12 September 2018 до 14 September 2018; Код 141842

12. Ryazantsev A.Yu., Yukhnevich S.S. Use of combined methods of treatment to obtain artificial roughness on the parts’ surfaces // MATEC Web of Conferences: International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018), 224, 01058 (2018) DOI: 10.1051/matecconf/201822401058

13. Суворов А. П., Кузовкин А. В. Использование аддитивных технологий в производстве фасонных поверхностей // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2017. № 2. C. 9-15.

14. Суворов А. П., Кузовкин А. В. Параметрическое проектирование электродаинструмента для электрообработки с помощью модуля ilogic // Вестник Брянского государственного технического университета. 2017. № 3. C. 105-109.

15. Суворов А. П., Кузовкин А. В. Перспективы использования современных информационных технологий в обработке сложных поверхностей // Вестник Воронежского института высоких технологий. 2016. №1. C. 83-87.

16. Vladislav P. Smolentsev, Oleg N. Fedonin, Eugene V. Smolentsev Electroerosion formation and technology of cast iron coatings on aluminum alloys // MATEC Web of Conferences. 2017. 129, 01016, DOI: 10.1051/matecconf/201712901016

17. Комбинированные методы повышения качества поверхностного слоя материалов / В.П. Смоленцев, М.В. Кондратьев, В.В. Иванов, Е.В. Смоленцев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2017. №1 (321). С. 90-97.

18. Кондратьев М.В., Смоленцев Е.В., Смоленцев В.П. Процесс эрозионнолучевого плазменного нанесения износостойких покрытий // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2017. Т.13. № 3. С. 107-115.

19. Смоленцев В.П., Смоленцев Е.В. Состояние и перспективы развития комбинированных методов обработки // Вестник РГАТУ им. П.А Соловьева. 2017. №2. С.5-9.

20. Смоленцев В.П., Кириллов О.Н., Смоленцев Е.В. Станочное оборудование для прошивки с использованием электрических методов обработки // Справочник. Инженерный журнал. 2018. № 5 (254).

21. 3D-печать позволяет создавать «настольные» реакторы для производства лекарств // Кодинг и вебмастеринг для чайников. Сайт для айтишников. URL: https://webstudio-uwk.ru/3d-pechat-pozvoljaet-sozdavat-nastolnye-reaktory/