Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7715
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorЛега, Андрій Юрійович-
dc.contributor.authorКовтун, Тарас Олександрович-
dc.date.accessioned2026-03-11T11:35:43Z-
dc.date.available2026-03-11T11:35:43Z-
dc.date.issued2025-
dc.identifier.urihttps://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7715-
dc.description.abstractАнотація Тема кваліфікаційної роботи магістра: «Оптимізація режимів комбінованого електрохімічного прошивання тонких отворів». Виконавець: здобувач вищої освіти гр. мНТ-42 Ковтун Тарас Олександрович Керівник: к.і.н., доцент Лега А.Ю. Об’єм роботи: 108 аркушів формату А4, 57 рисунків, 6 таблиць, кількість літературних джерел - 81. Кваліфікаційна робота магістра присвячена вдосконаленню технології формування тонких щілинних каналів у деталях високонапорних систем охолодження шляхом застосування комбінованого електрохімікоабразивного прошивання. Розглянуто конструктивні особливості таких деталей, технологічні труднощі обробки дрібнорозмірних проточних каналів та можливості комбінованих процесів для забезпечення необхідної якості поверхні й витратних характеристик. У першому розділі проаналізовано технологічні методи забезпечення експлуатаційних показників деталей із щілинними каналами, наведено приклади типових конструкцій, розглянуто особливості їх роботи в умовах високих тисків та агресивних середовищ, виявлено основні технологічні проблеми одержання тонких проточних каналів і подано класифікацію методів їх формування, у тому числі традиційних, нетрадиційних, комбінованих та методів, заснованих на створенні каналів під час виготовлення заготовки. Окрему увагу приділено механізму гідроабразивного впливу на поверхню щілинного каналу. У другому розділі сформульовано робочі гіпотези та викладено методологію технологічного забезпечення якості обробки деталей із щілинними каналами. Обґрунтовано вибір комбінованої електрохімікоабразивної обробки, розглянуто можливі технологічні схеми її реалізації, визначено критерії оцінювання якості та надійності оброблених каналів, охарактеризовано лабораторне й експериментальне обладнання та програму досліджень. У третьому розділі розроблено та проаналізовано модель процесу комбінованої електрохімікоабразивної обробки щілинних каналів. Побудовано фізико-математичні залежності, що описують взаємозв’язок між режимамиелектрохімічного розчинення, параметрами гідродинаміки потоку абразивноелектролітного середовища та формуванням мікропрофілю поверхні й поперечного перерізу каналу. У четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень процесу комбінованої обробки. Описано застосовані засоби технологічного оснащення, подано результати експериментальної перевірки розрахункових режимів та встановлено закономірності впливу основних технологічних параметрів на шорсткість, мікропрофіль і витратні характеристики щілинних каналів. У п’ятому розділі розроблено технологію комбінованої обробки щілинних каналів та розглянуто питання її практичної реалізації. Визначено основні завдання проектування технологічного процесу, наведено етапи його побудови, подано рекомендації щодо вибору параметрів абразивно-електролітного середовища, розроблення дослідного обладнання та перспектив впровадження технології в умовах машинобудівних підприємств. У шостому розділі виконано аналіз умов праці при роботі на електрохімічному та електроерозійному обладнанні, розглянуто вимоги до безпеки робочих місць і виробничих приміщень, подано заходи щодо забезпечення нормативних параметрів мікроклімату, освітлення, шуму, вібрації, а також електробезпеки, пожежної безпеки і дій у надзвичайних ситуаціях.uk_UA
dc.language.isoukuk_UA
dc.subjectЕлектрохіміче прошиванняuk_UA
dc.titleОптимізація режимів комбінованого електрохімічного прошивання тонких отворівuk_UA
dc.typeMaster Thesisuk_UA
Appears in Collections:131 Прикладна механіка (Обробка металів за спецтехнологіями)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Ковтун.pdf
  Restricted Access
3.45 MBAdobe PDFView/Open Request a copy


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Extracted text
Міністерство освіти і науки України 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
 
До захисту допущено: 
Завідувач кафедри ТОМВ 
____________Георгій КАНАШЕВИЧ 
«_____»_____________ 2025 р. 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи магістра 
 
на тему: «Оптимізація режимів комбінованого електрохімічного прошивання 
тонких отворів»  
 
 
Виконав: здобувач 2 курсу, групи мНТ-42 
Спеціальності 131 – «Прикладна механіка» 
Освітня програма – «Обробка металів за 
спецтехнологіями» 
Ковтун Тарас Олександрович 
Керівник: к.і.н., доцент Лега Андрій Юрійович 
Рецензент: Головний інженер ДП «Семпал» 
м.Черкаси 
Якушев Іван Володимирович 
 
 
 
 
 
 
Черкаси 2025 
 
Черкаський державний технологічний університет 
Факультет електронних технологій, автотранспорту та машинобудування 
Кафедра технології та обладнання машинобудівних виробництв 
Освітній рівень  магістерський. 
Спеціальність 131 «Прикладна механіка». 
Освітня програма «Обробка металів за спецтехнологіями» 
 
        ЗАТВЕРДЖУЮ: 
        Завідувач кафедри ТОМВ 
 Георгій КАНАШЕВИЧ 
        «       »       ____________2025 р. 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційну роботу магістра 
 
_Ковтуна Тараса Олександровича_ 
(прізвище, ім’я, по батькові) 
1. Тема роботи «Оптимізація режимів комбінованого електрохімічного 
прошивання тонких отворів». 
Керівник  роботи Лега Андрій Юрійович, к.і.н., доцент 
                                            (прізвище, ім’я, по батькові, науковий ступінь, вчене звання) 
Затверджена наказом Черкаського державного технологічного університету від 
 «15» вересня 2025р. №261/03-03 
2. Термін подання здобувачем роботи 11. 12. 2025 р. 
3. Вихідні дані до роботи: конструкції деталей із тонкими щілинними каналами 
та вимоги до точності/шорсткості/витрати; літературні дані з ЕХО, ЕЕО 
та комбінованої обробки; мікропрофіль і витратні характеристики каналів. 
4. Зміст пояснювальної записки: Типові деталі із щілинними каналами. 
Особливості експлуатації деталей з дрібнорозмірними проточними щілинними 
каналами. Методи одержання дрібнорозмірних каналів; Механізм 
гідроабразивного впливу на поверхню щілинного каналу; Вибір методу 
технологічного забезпечення експлуатаційних показників деталей з 
дрібнорозмірними щілинними каналами. Аналіз можливих технологічних схем 
комбінованої обробки щілинних каналів. Основні критерії, що визначають 
якість комбінованої обробки деталей із проточними щілинними каналами. 
Вимоги до параметричних досліджень деталей із щілинними каналами. Засоби 
технологічного оснащення для дослідження. Технологія комбінованої обробки 
щілинних каналів і шляхи її реалізації. Основні завдання проектування 
технології комбінованої обробки. Основні етапи проектування технологічного 
процесу комбінованої обробки дрібнорозмірних проточних каналів. Вибір 
параметрів абразиву. Розробка рекомендацій зі створення дослідного 
обладнання та проектування серійних верстатів. Розширення області 
використання технології в машинобудуванні. Охорона праці та безпека в НС 
5. Перелік графічного матеріал(з точним зазначенням обов’язкових 
креслеників, плакатів, презентацій тощо Тема кваліфікаційної роботи 
магістра; Мета роботи, Об’єкт дослідження, Предмет дослідження; Задачі 
кваліфікаційної роботи магістра; Типові деталі із щілинними каналами; 
Технологічні показники альтернативних методів обробки щілинних отворів; 
Обладнання; Основні етапи контролю та формування щілинних отворів; 
Результати досліджень; Методи дослідження експлуатаційних параметрів 
деталей з каналами; Засоби технологічного оснащення для досліджень; 
Охорона праці та безпека в НС; Загальні висновки  
6. Керівники з роботи із зазначенням розділів роботи, що їх стосується 
Прізвище, ініціали та посада Підпис, дата 
Розділ 
консультанта завдання видав завдання прийняв 
Розділ 1-4 Лега Андрій Юрійович   
Розділ 5 Цікановський Володимир Леонідович   
 
7. Дата видачі завдання 16.09.2025 р. 
Календарний план 
№ Назва етапів дипломного  Строк   
Примітка  
з/п роботи  виконання етапів роботи 
1 Збір інформації для написання КРМ 16.09. – 30.09.2025  
2 Написання І розділу КРМ 01.10.-15.10.2025  
3 Написання ІІ розділу КРМ 16.10 – 24.10.2025  
4 Написання ІІІ-IV розділу КРМ 25.10 – 2.11.2025  
5 Написання розділу з охорони праці 3.11 – 9.11.2025  
6 Оформлення пояснювальної записки 10.11 – 25.11.2025  
7 Оформлення графічної документації 26.11 – 04.12.2025  
8 Захист роботи 19.12.-20.01.2026р.  
    
    
 
Здобувач                                       ___________              __Тарас КОВТУН__ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
Керівник                                       ___________           ___Андрій ЛЕГА__ 
      Підпис       Власне ім’я, ПРІЗВИЩЕ 
 
  
 
Анотація 
Тема кваліфікаційної роботи магістра: «Оптимізація режимів комбінованого 
електрохімічного прошивання тонких отворів». 
Виконавець: здобувач вищої освіти гр. мНТ-42 Ковтун Тарас 
Олександрович 
Керівник: к.і.н., доцент Лега А.Ю. 
Об’єм роботи: 108 аркушів формату А4, 57 рисунків, 6 таблиць, кількість 
літературних джерел - 81. 
Кваліфікаційна робота магістра присвячена вдосконаленню технології 
формування тонких щілинних каналів у деталях високонапорних систем 
охолодження шляхом застосування комбінованого електрохімікоабразивного 
прошивання. Розглянуто конструктивні особливості таких деталей, технологічні 
труднощі обробки дрібнорозмірних проточних каналів та можливості 
комбінованих процесів для забезпечення необхідної якості поверхні й витратних 
характеристик. 
У першому розділі проаналізовано технологічні методи забезпечення 
експлуатаційних показників деталей із щілинними каналами, наведено приклади 
типових конструкцій, розглянуто особливості їх роботи в умовах високих тисків та 
агресивних середовищ, виявлено основні технологічні проблеми одержання тонких 
проточних каналів і подано класифікацію методів їх формування, у тому числі 
традиційних, нетрадиційних, комбінованих та методів, заснованих на створенні 
каналів під час виготовлення заготовки. Окрему увагу приділено механізму 
гідроабразивного впливу на поверхню щілинного каналу. 
У другому розділі сформульовано робочі гіпотези та викладено методологію 
технологічного забезпечення якості обробки деталей із щілинними каналами. 
Обґрунтовано вибір комбінованої електрохімікоабразивної обробки, розглянуто 
можливі технологічні схеми її реалізації, визначено критерії оцінювання якості та 
надійності оброблених каналів, охарактеризовано лабораторне й експериментальне 
обладнання та програму досліджень. 
У третьому розділі розроблено та проаналізовано модель процесу 
комбінованої електрохімікоабразивної обробки щілинних каналів. Побудовано 
фізико-математичні залежності, що описують взаємозв’язок між режимами 
 
 
  
електрохімічного розчинення, параметрами гідродинаміки потоку абразивно-
електролітного середовища та формуванням мікропрофілю поверхні й поперечного 
перерізу каналу. 
У четвертому розділі наведено результати експериментальних досліджень 
процесу комбінованої обробки. Описано застосовані засоби технологічного 
оснащення, подано результати експериментальної перевірки розрахункових 
режимів та встановлено закономірності впливу основних технологічних параметрів 
на шорсткість, мікропрофіль і витратні характеристики щілинних каналів. 
У п’ятому розділі розроблено технологію комбінованої обробки щілинних 
каналів та розглянуто питання її практичної реалізації. Визначено основні завдання 
проектування технологічного процесу, наведено етапи його побудови, подано 
рекомендації щодо вибору параметрів абразивно-електролітного середовища, 
розроблення дослідного обладнання та перспектив впровадження технології в 
умовах машинобудівних підприємств. 
У шостому розділі виконано аналіз умов праці при роботі на 
електрохімічному та електроерозійному обладнанні, розглянуто вимоги до безпеки 
робочих місць і виробничих приміщень, подано заходи щодо забезпечення 
нормативних параметрів мікроклімату, освітлення, шуму, вібрації, а також 
електробезпеки, пожежної безпеки і дій у надзвичайних ситуаціях. 
 
 
  
 
Annotation 
Master’s qualification work topic: “Optimization of the regimes of combined 
electrochemical drilling of small-diameter holes”. 
Author: master’s degree student of group mNT-42 Taras Kovtun. 
Supervisor: Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor Andrii Leha. 
The thesis consists of 108 A4 pages, contains 57 figures and 6 tables, and includes 81 
references. 
The master’s qualification work is devoted to improving the technology of forming 
thin slit channels in parts of high-pressure cooling systems by applying combined 
electrochemical–abrasive drilling. The design features of such parts, the technological 
difficulties of machining small-size through-flow channels, and the capabilities of 
combined processes for ensuring the required surface quality and flow characteristics are 
considered. 
In the first chapter, technological methods for ensuring the performance indicators of 
parts with slit channels are analysed, examples of typical designs are given, the features of 
their operation under high pressure and in aggressive environments are examined, the main 
technological problems of obtaining thin through-flow channels are identified, and a 
classification of methods for their formation is presented, including traditional, non-
traditional, combined methods, as well as methods based on creating channels at the billet 
production stage. Special attention is paid to the mechanism of hydro-abrasive action on 
the surface of a slit channel. 
In the second chapter, working hypotheses are formulated and the methodology of 
technological assurance of the quality of machining parts with slit channels is presented. 
The choice of combined electrochemical–abrasive machining is substantiated, possible 
technological schemes of its implementation are considered, criteria for assessing the 
quality and reliability of machined channels are defined, and the laboratory and 
experimental equipment and research programme are described. 
In the third chapter, a model of the process of combined electrochemical–abrasive 
machining of slit channels is developed and analysed. Physico-mathematical relationships 
are derived that describe the interaction between the regimes of electrochemical 
dissolution, the hydrodynamic parameters of the abrasive–electrolyte flow, and the 
formation of the surface microprofile and cross-sectional shape of the channel. 
 
 
  
In the fourth chapter, the results of experimental investigations of the combined 
machining process are presented. The applied technological tooling is described, the results 
of experimental verification of the calculated regimes are given, and the regularities of the 
influence of the main technological parameters on the roughness, microprofile, and flow 
characteristics of slit channels are established. 
In the fifth chapter, a technology of combined machining of slit channels is developed 
and issues of its practical implementation are considered. The main tasks of designing the 
technological process are defined, the stages of its development are presented, 
recommendations are given regarding the choice of parameters of the abrasive–electrolyte 
medium, the design of pilot equipment, and the prospects for implementing the technology 
in industrial machine-building conditions are outlined. 
In the sixth chapter, an analysis of working conditions when operating 
electrochemical and electrical discharge equipment is carried out, requirements for 
workplace and production facility safety are considered, and measures are proposed to 
ensure standard parameters of microclimate, lighting, noise, and vibration, as well as 
electrical safety, fire safety, and emergency response procedures. 
 
. 
 
 
 
 
ЗМІСТ 
Вступ 10 
РОЗДІЛ 1. ТЕХНОЛОГІЧНІ МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ  
ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПОКАЗНИКІВ ДЕТАЛЕЙ ІЗ ЩІЛИННИМИ  
КАНАЛАМИ 12 
1.1 Типові деталі із щілинними каналами 13 
1.2 Особливості експлуатації деталей з дрібнорозмірними проточними  
щілинними каналами 18 
1.3 Технологічні труднощі обробки щілинних каналів 20 
1.4 Методи одержання дрібнорозмірних каналів 22 
1.4.1 Традиційна лезвійна обробка 22 
1.4.2 Технологічне усунення переривчастості процесу обробки 24 
1.4.3 Нетрадиційні методи обробки 25 
1.4.4 Комбіновані методи 30 
1.4.5 Формування каналів при одержанні заготовки29 31 
1.4.6 Методи доведення дрібнорозмірних отворів пластичним деформуванням 33 
1.1.7 Методи доведення дрібнорозмірних каналів за допомогою абразиву…...37 39 
1.5 Механізм гідроабразивного впливу на поверхню щілинного каналу 42 
РОЗДІЛ 2. МЕТОДОЛОГІЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ 47 
ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ ІЗ ЩІЛИННИМИ КАНАЛАМИ 
2.1 Робочі гіпотези 48 
2.2 Вибір методу технологічного забезпечення експлуатаційних показників  
деталей з дрібнорозмірними щілинними каналами 49 
2.3 Аналіз можливих технологічних схем комбінованої обробки щілинних  
каналів 51 
2.4 Основні критерії, що визначають якість комбінованої обробки деталей із  
проточними щілинними каналами 54 
2.5 Лабораторне обладнання 56 
2.6 Програма виконання роботи 60 
2.7 Механізм процесу комбінованої обробки каналів 
Висновки до другого розділу 61 
РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ КОМБІНОВАНОЇ ОБРОБКИ 64 
3.1 Вимоги до параметричних досліджень деталей із щілинними каналами 65 
3.2 Засоби технологічного оснащення для дослідження 66 
3.3 Перевірка розрахункових режимів обробки 68 
Висновок до третього розділу 71 
РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЯ КОМБІНОВАНОЇ ОБРОБКИ ЩІЛИННИХ КАНАЛІВ  
І ШЛЯХИ ЇЇ РЕАЛІЗАЦІЇ 73 
4.1 Основні завдання проектування технології комбінованої обробки 74 
4.2 Основні етапи проектування технологічного процесу комбінованої  
обробки дрібнорозмірних проточних каналів 75 
4.3 Вибір параметрів абразиву 76 
4.4 Розробка рекомендацій зі створення дослідного обладнання та  
проектування серійних верстатів 79 
4.5 Розширення області використання технології в машинобудуванні  
Висновки до четвертого розділу 80 
81 
8 
 
 
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ  
СИТУАЦІЯХ 82 
5.1 Охорона праці при роботі на електрохімічному обладнанні 82 
5.2 Загальні вимоги безпеки до робочих місць 82 
5.3 Вимоги безпеки приміщень при електрохімічній та електроерозійній  
обробці 84 
5.4 Освітлення дільниці 86 
5.5 Шумо- та віброзахист дільниці 87 
5.6 Засоби пожежозахисту на ділянці 88 
5.7 Мікроклімат 89 
5.8 Електрична безпеки 91 
5.9 Модульно-штирьова система заземлення 91 
5.10 Монтаж системи заземлення 96 
Висновки до п’ятого розділу 99 
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 100 
Література 103 
9 
 
 
Вступ 
Сучасні високонапорні системи охолодження, паливоподачі та гідравліки 
широко застосовуються в енергетичному, хімічному, транспортному та 
загальномашинобудівному комплексах. Одним із ключових елементів таких систем 
є деталі з тонкими проточними щілинними каналами, через які здійснюється подача 
робочих рідин під високим тиском. Від точності геометричних параметрів цих 
каналів, якості їх внутрішньої поверхні та стабільності витратних характеристик 
безпосередньо залежать рівномірність розподілу потоку, ефективність охолодження 
та загальна надійність роботи обладнання. 
Забезпечення необхідної точності поперечного перерізу і шорсткості 
внутрішніх поверхонь тонких щілинних каналів є складною технологічною 
задачею. Традиційні методи механічної обробки (свердління, прошивання, 
розгортання, шліфування тощо) мають обмежені можливості при обробці каналів 
малої ширини та значної довжини, особливо у випадках складної просторової 
конфігурації та високих вимог до повторюваності витратних параметрів. Це 
зумовлює необхідність пошуку й застосування нетрадиційних та комбінованих 
методів, що дозволяють поєднати точне формування геометрії каналу з високою 
якістю поверхні. 
Серед нетрадиційних методів формування проточних каналів значний інтерес 
викликають електрохімічна обробка, електроерозійні процеси, абразивно-струминні 
та інші енергетичні методи. Вони дають змогу розширити діапазон реалізованих 
розмірів і форм, проте кожен з них має певні обмеження, пов’язані зі стабільністю 
процесу, контролем анодного розчинення, утворенням дефектів поверхні, 
складністю обладнання та вимогами щодо екологічної безпеки виробництва. 
Перспективним напрямом розвитку технологій обробки є застосування 
комбінованих процесів, у яких поєднуються різні за фізичною природою види 
впливу на матеріал: електрохімічне розчинення з одночасною гідроабразивною 
дією робочого середовища. Такий підхід створює передумови для одночасного 
формування профілю каналу, покращення якості мікропрофілю поверхні, 
видалення продуктів анодного розчинення та стабілізації витратних характеристик. 
Однак питання раціонального вибору режимів комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки тонких щілинних каналів, побудови адекватних 
моделей процесу і узгодження технологічних параметрів з вимогами до 
гідравлічних та витратних показників залишаються недостатньо вивченими. 
У цьому контексті актуальною є задача розроблення і оптимізації технології 
комбінованого електрохімічного прошивання тонких щілинних каналів з 
урахуванням одночасного забезпечення необхідної якості поверхні, точності 
геометричних параметрів та витратних характеристик, що визначає практичну 
цінність виконаної кваліфікаційної роботи. 
Об’єкт дослідження – процес комбінованої електрохімікоабразивної обробки 
тонких проточних щілинних каналів у деталях високонапорних систем 
охолодження. 
10 
 
 
Предмет дослідження – вплив режимів комбінованого електрохімічного 
прошивання (параметрів електричного поля, складу та концентрації абразивно-
електролітного середовища, гідродинамічних параметрів потоку, схеми підводу 
електроліту тощо) на мікропрофіль поверхні, шорсткість та витратні 
характеристики щілинних каналів форсунок та інших елементів високонапорних 
систем. 
Мета роботи – підвищення експлуатаційних характеристик високонапорних 
систем охолодження за рахунок розроблення й оптимізації технології 
комбінованого електрохімікоабразивного прошивання тонких щілинних каналів з 
одночасним забезпеченням заданих витратних характеристик. 
Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно розв’язати такі завдання: 
1. Проаналізувати конструктивні особливості деталей із тонкими щілинними 
каналами високонапорних систем охолодження та вимоги до їх геометричної 
точності, якості внутрішньої поверхні та витратних характеристик. 
2. Узагальнити існуючі технологічні методи формування проточних каналів 
малої ширини (традиційні, нетрадиційні, комбіновані) та оцінити їх можливості й 
обмеження щодо забезпечення необхідних експлуатаційних показників. 
3. Обґрунтувати доцільність застосування комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки для прошивання тонких щілинних каналів, 
сформулювати робочі гіпотези та розробити технологічні схеми реалізації 
процесу. 
4. Розробити фізико-математичну модель процесу комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки, яка описує взаємозв’язок між режимами 
електрохімічного розчинення, параметрами гідродинаміки потоку робочого 
середовища та формуванням мікропрофілю поверхні і поперечного перерізу 
каналу. 
5. Сформувати програму й методику експериментальних досліджень, обрати 
необхідне технологічне та вимірювальне обладнання, визначити систему 
показників якості обробки та витратних характеристик каналів. 
6. На основі експериментальних досліджень встановити закономірності 
впливу основних технологічних параметрів комбінованої обробки (напруга, 
густина струму, тиск і витрата робочого середовища, гранулометричний склад 
абразиву, тривалість обробки тощо) на шорсткість, мікропрофіль та гідравлічні 
характеристики щілинних каналів. 
7. Розробити практичні рекомендації щодо вибору раціональних режимів 
комбінованого електрохімікоабразивного прошивання тонких щілинних каналів і 
запропонувати елементи технологічного процесу, придатні для впровадження в 
умовах машинобудівних підприємств. 
8. Оцінити умови праці при виконанні операцій комбінованої електрохімічної 
та електроерозійної обробки та розробити заходи з охорони праці й безпеки при 
експлуатації відповідного технологічного обладнання. 
 
11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 1. ТЕХНОЛОГІЧНІ МЕТОДИ 
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ 
ПОКАЗНИКІВ ДЕТАЛЕЙ ІЗ ЩІЛИННИМИ 
КАНАЛАМИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
1.1 Типові деталі із щілинними каналами 
До типових деталей із щілинними каналами відносяться кільця завіси, 
оболонки з ребрами (рис.1.1 і 1.2), щілинні форсунки, плунжери, золотники. 
 
Рисунок 1.1 – Деталь системи охолодження камери згоряння 
 
Кільця завіси (пояс завіси) камери рідинних ракетних двигунів (РРД) – 
елемент камери (газогенератора). РРД призначений для введення одного з 
компонентів палива або продуктів газогенерації (одного з компонентів палива) у 
пристінкову область вогневого простору для створення захисного шару рідини 
або газу [19]. 
Камера згоряння РРД потребує охолодження. У зв'язку з цим розрізняють два 
способи охолодження: зовнішнє (стінки камери згоряння прохолоджуються зовні) 
і внутрішнє (охолоджувач вводиться у внутрішню порожнину камери згоряння, 
створюючи при цьому пристінковий шар газу зі зниженою температурою). 
 
Рисунок 1.2 – Фрагмент охолоджуваної оболонки з тангенціальними каналами 
оболонки 
Для створення такого шару використовуються так звані кільця завіси, що 
представляють собою ряди дрібних каналів у внутрішній стінці камери, через які 
вводиться охолоджуючий газ [33]. На рис. 1.3 представлені тривимірні 
13 
 
 
комп'ютерні моделі типових кілець завіси. 
Золотник – пристрій, що направляє потік рідини або газу шляхом зсуву 
рухливої частини щодо вікон у поверхні, по якій він ковзає. Золотники 
застосовують у пневматичних і гідравлічних системах, двигунах, парових 
турбінах та ін. 
Форсунка є технологічно складним елементом з каналами всіляких профілів і 
переривчастими поверхнями малих розмірів. 
Форсунка – пристрій, призначений для подачі (вприскування) у камеру 
згоряння двигуна або газогенератора компонентів палива, їх розпилення, 
перемішування та первісного розподілу за об’ємом камери згоряння. 
Форсунки класифікують по наступних ознаках [21]: 
1. По особливостях пристрою і конструкції: 
- струменеві; 
- відцентрові; 
- щілинні. 
2. По агрегатному стану подаваних компонентів палива: 
- рідинні; 
- газові; 
- газорідинні. 
3. По числу компонентів, що вводяться в камеру згоряння однієї форсункою: 
- однокомпонентні; 
- двокомпонентні. 
У відцентровій форсунці з тангенціальними отворами (рис. 1.4) паливо, що 
подається під значним тиском, закручується в каналах або в спеціальній вихровій 
камері, звідки через звужене сопло викидається в об’єм, заповнений газом. 
Форсунки такого типу виготовляються, в основному, для тиску від 0,6 до 6 МПа 
залежно від заданої продуктивності і від необхідної далекобійності струменя. 
14 
 
 
 
Відцентрові форсунки діляться на закриті, відкриті і шнекові (рис.1.6). У 
шнекових форсунках паливо закручується завдяки шнеку, тому немає потреби в 
тангенціальних отворах. 
а ) б) 
 
Рисунок 1.3 – 3D моделі типових кілець завіси: а) з тангенціальними отворами; 
б) із щілинними каналами 
У центробіжних форсунках паливо, як правило, подається під значно 
більшим тиском, чим у форсунках відцентрового типу. Іноді воно навіть 
перевищує 100 МПа. Такі форсунки застосовуються, головним чином, у двигунах 
внутрішнього згоряння [11]. 
Щілинні форсунки (рис.1.8) застосовують у поршневих двигунах 
внутрішнього згоряння. Внаслідок високого тиску подачі рідкого палива й малого 
корневого кута факела їх рідко використовують у газотурбінних і реактивних 
двигунах, у яких іноді встановлюють форсунки із зустрічними струменями. Ці 
форсунки також використовують у протипожежних пристроях [63]. Щілинні 
форсунки мають різні конструктивні виконання (рис.1.8) [2]. 
 
 
 
Рисунок 1.4 – Зовнішній вигляд відцентрової форсунки 
15 
 
 
 
 
Рисунок 1.6 – Схеми і конструктивне виконання відцентрових форсунок: 
а – тангенціальна закрита; б – тангенціальна відкрита; в – шнекова; 
1 – подача робочого тіла (рідини або газу), 2 – камера закручування; 3 – шнек 
 
 
 
 
 
Рисунок 1.7 – Зовнішній вигляд деталі із щілинним каналом 
16 
 
 
 
 
Рисунок 1.8 – Типи щілинних форсунок 
У двокомпонентних форсунках пальне й окислювач змішуються між собою в 
соплі форсунки або в її спеціальній камері змішування й надходять у камеру 
згоряння у вигляді емульсії [62]. 
Двокомпонентні форсунки, у свою чергу, розділяють на форсунки із 
зовнішнім і із внутрішнім змішуванням (рис. 1.9 і рис. 1.10) [21]. 
 
 
Рисунок 1.9 – Схеми двокомпонентних форсунок із внутрішнім змішуванням: 
а – відцентрово-відцентрова закрита; б – відцентрово-відцентрова відкрита; 
в – відцентрово-відцентрова закрито-відкрита; г – відцентрово-відцентрова 
відкрито-закрита; д – струменево-відцентрова відкрита; е – відцентрово- 
струменева відкрита 
17 
 
 
 
Практично все різноманіття форсунок, застосованих у ракетних двигунах, 
являє собою різні комбінації двох основних їх типів: центробіжних  і 
відцентрових. 
 
 
 
Ри сунок 1.10 – Схеми двокомпонентних форсунок із зовнішнім змішуванням: 
а – відцентрово-відцентрова закрита; б – відцентрово-відцентрова відкрита; 
в – відцентрово-щілинна 
 
 
Стосовно форсунок конструктивно-технологічні проблеми достатньо 
опрацьовані і частина з них вирішена. Кільцям завіси, особливо із щілинними 
каналами, у цей час не приділяється достатньої уваги, тому їх доведення 
проводиться в основному екстенсивним шляхом із проведенням багаторазових 
досліджень. 
 
1.2 Особливості експлуатації деталей з дрібнорозмірними проточними 
щілинними каналами 
 
Деталі з дрібнорозмірними проточними каналами, типовими представниками 
яких є золотники, кільця завіси, високонапорні щілинні форсунки, широко 
використовуються в агрегатах подачі енергетичних установок, двигунів і 
технологічного устаткування для базових галузей промисловості. Для одержання 
мінімального опору при переміщенні робочого тіла до проточної частини 
пред'являються підвищені вимоги по якості обробки і працездатності поверхонь в 
умовах нестаціонарних термодинамічних навантажень і агресивних середовищ 
[25, 41, 42, 51-53]. 
18 
 
 
 
Також деталями із проточними щілинними каналами є прецизійні пари, що 
виконують функції пар тертя і чутливих елементів регулюючих пристроїв, які є 
одним з основних елементів, що визначають надійність роботи паливно- 
регулюючої системи в РРД [13]. Деталі із щілинними каналами найчастіше 
застосовуються групами. Наприклад, це деталі типу форсунок у камерах згоряння 
ракетних двигунів (рис.1.11). Важливе одержання стабільності експлуатаційних 
показників, тому що від цього залежить стабільність, якість і довговічність  
роботи змішувальної головки. У вітчизняній промисловості це є актуальним і 
гостро поставленим завданням, тому що багато виготовлених деталей мають 
широкий розкид експлуатаційних параметрів. Щілинні канали для технологічних 
пристроїв у вигляді насосів, що перекачують струменеві пристрої піддаються 
абразивному зношуванню [46], що може змінювати їх характеристики. 
 
Рисунок 1.11 – Зовнішній вигляд змішувальної головки РРД 
 
 
Робота деталей з каналами, що застосовуються у наукомістких галузях 
промисловості, характеризується якістю розпилення компонентів, який 
визначається наступними експлуатаційними параметрами: 
1. Тонкістю розпилення, що оцінюється деяким середнім розміром капель, 
одержаних у факелі розпилення. Найчастіше використовується медіанний  
діаметр. 
2. Однорідністю розпилення, тобто діапазоном зміни розмірів капель у 
факелі розпилення палива. Чим менший ций діапазон діаметрів утворених капель, 
тим однорідніше розпилення палива. 
19 
 
 
 
3. Далекобійністю факела, тобто глибиною проникнення розпиленого палива 
в газове середовище. 
4. Рівномірністю витратонапруженості, тобто рівномірністю розподілу 
рідини у факелі розпилення. 
5. Середнім кутом розпилення, виміреним у зрізі сопла. 
6. Об'ємною або масовою витратою [21]. 
Забезпечення цих експлуатаційних параметрів є складним технологічним 
завданням. 
 
1.3 Технологічні труднощі обробки щілинних каналів 
 
 
У різноманітних галузях промисловості досить широке застосування 
знаходять деталі із щілинними каналами і переривчастими поверхнями 
оброблюваної поверхні заготовки, зміни й коливання сил різання, температури, а 
також зміна умов стружкоутворення. Нестабільність переривчастого різання 
впливає на зношування інструментів, визначає стійкість і, в остаточному 
підсумку, якісні показники процесу. Переривчасте різання характеризується 
циклічністю: через проміжки часу, вимірювані секундами або частками секунд, 
різання чергується з холостим пробігом ріжучої кромки інструмента. Початок 
кожного різання здійснюється або при нульовій (наприклад, при зустрічному 
фрезеруванні), або при всій заданій товщині (стругання) зрізаного шару. Виникає 
ряд специфічних явищ, у результаті яких зміна стійкості  інструмента 
підкоряється іншим залежностям, ніж при безперервному різанні.  Особливості 
цих закономірностей різко проявляються при роботі твердосплавним 
інструментом і інструментом з композитів, а також при статико-імпульсній 
обробці [22, 27, 28,]. Інша складність виникає у випадку, коли величина 
скруглення кромок у місці переривання робочої поверхні не повинна притупляти 
кут без наявності заусенців. Подібна вимога часто є обов'язковою у деталях 
ракетної техніки, зокрема в прецизійних парах (рис.1.12) із щілинними каналами. 
20 
 
 
 
 
Рисунок 1.12 – Кромка каналу плунжера 
 
 
На сьогоднішній день для обробки переривчастих поверхонь кромок 
щілинних каналів широко розповсюджена обробка абразивом, але такий спосіб 
має істотне обмеження у випадку неприпустимості скруглення в місці 
переривання робочої поверхні. 
Подібні вимоги ускладнюють обробку точної поверхні з пазами абразивними 
кругами: потрапляючи в паз, інструмент за рахунок радіального зусилля 
зміщається за нижню межу допуску й, при виході з пазу, врізається в протилежну 
кромку (рис. 1.13) [49], незважаючи на використання обладнання з високим 
ступенем жорсткості технологічної системи. 
 
Рисунок 1.13 – Характер зсуву інструмента при проходженні паза: 
1 – шліфувальний круг, 2 – деталь із пазом; I – положення круга в контакті з 
поверхнею, II – круг поза контактом з деталлю; III – врізання кола в кромку паза 
 
У більшості випадків на стадії точіння і фрезерування кромок каналів 
закладуються дефекти. По існуючих технологічних процесах після попереднього 
шліфування потрібне трудомістке суперфінішне доведення переривчастої 
поверхні для забезпечення необхідного мікрорельєфу і необхідної форми [45]. 
Тому кромки проточних каналів і пазів необхідно формувати в процесі 
одержання каналу без наступної обробки. 
21 
 
 
 
1.4 Методи одержання дрібнорозмірних каналів 
 
 
1.4.1 Традиційна лезвійна обробка 
 
 
Для одержання дрібнорозмірних тангенціальних каналів застосовують 
традиційний метод лезвійної обробки – свердління. 
 
Рисунок 1.14 – Отжим свердла при свердлінні тангенціальних каналів: 
а) на початку свердління; б) наприкінці свердління 
 
Свердління вхідних тангенціальних каналів сполучено з деякими 
труднощами, обумовленими однобічною дією сил різання на свердло на початку і 
наприкінці свердління, як це схематично показано стрілками (рис.1.14). 
Сили, що діють на тонке свердло, володіють малою твердістю, згинають 
його, що веде до скривлення осі каналу або до помилки в напрямку цієї осі. Тим 
часом для забезпечення хорошої роботи деталі потрібно направити струмінь 
рідини строго по дотичній до утворюючої поверхні внутрішнього виточення 
деталі. Для попередження відведення свердла застосовують кондуктори (рис.1.15) 
з напрямними втулками, що облягають зовнішню поверхню  деталі  й 
коригуючими напрямок свердління з урахуванням отжиму свердла. 
Свердління повинне проводитися з малою, завжди однаковою подачею, тому 
що сила різання, а отже, і сили отжиму свердла залежать від форми стружки. 
22 
 
 
 
 
Рисунок 1.15 – Кондуктор для свердління тангенціальних каналів: 1 – гвинт; 
2 – планка; 3 – корпус; 4 – деталь; 5 – кондукторна втулка; 6,7 – призма; 
8 – гвинт; 9 – вісь; 10 – стрижень 
 
 
Для свердління тангенціальних каналів у дрібнорозмірних деталях деталь 
установлюється між призмами. Для вибору люфту призма виконується  рухливою 
– піджимається гвинтом. Потім планка повертається навколо осі до упору, коли 
виріз на другому кінці планки зайде в проточку на стрижні. Потім затискним 
гвинтом закріплюють деталь. Свердління виконують через кондукторні втулки, 
що облягають зовнішні поверхні деталі для погашення сил, що віджимають 
свердло. Після утворення одного отвору кондуктор повертають і свердлять 
наступний тангенціальний канал через кондукторну втулку [13, 48]. 
Однак свердління має істотні недоліки. По-перше, деталі, що застосовують в 
РРД, виготовляють із литих або штампованих важкооброблюваних зносостійких 
жароміцних і корозійностійких матеріалів, де лезвійний інструмент має низьку 
стійкість, а при обробці глибоких каналів діаметром менш 1 мм часто ламається. 
Після свердління в місці виходу свердла залишаються заусенці, які необхідно 
видаляти. 
Відомий спосіб виготовлення каналів малого діаметра, що полягає в його 
свердлінні з наступним виконанням вхідної ділянки зенкуванням з кутом 
розкриття 11° з метою забезпечення високого і стабільного коефіцієнта витрати 
[23]. Даний спосіб важко застосовувати при виготовленні отворів діаметром менш 
0,5 мм через складність виготовлення зенкерів відповідного розміру. Крім того, 
при  обробці  зенкером  утворюється  стружка,  яку  складно  вилучити  з   отворів 
23 
 
 
 
малого діаметра (менш 0,5 мм) без порушення вхідних і вихідних кромок (забої, 
заусенці і т.п.), що, у свою чергу, приводить до небажаного розпаду струменя на 
жгути і каплі на виході з каналу деталі. 
 
1.4.2 Технологічне усунення переривчастості процесу обробки 
 
 
Існує спосіб обробки переривчастих поверхонь із попереднім заповненням 
порожнеч наповнювачем. Спосіб реалізується в такий спосіб. 
Попередньо виконують чистову обробку різанням заготовки, що складається 
з жароміцного сплаву та наповнювача, на низькій, середній і високій швидкостях 
різання жароміцного сплаву при постійній глибині різання та подачі. Вимірюють 
шорсткість оброблених ділянок і визначають наповнювач із максимальною 
шорсткістю для кожної швидкості різання жароміцного сплаву. У якості 
наповнювача вибирають високоміцний чавун з графітом марки ВЧ. 
За технологією виготовлення деталей з жароміцного сплаву вибирають 
швидкість різання (низьку, середню, високу). Порожнечі між переривчастими 
поверхнями заповнюють по пресовій посадці наповнювачем із забезпеченням 
максимальної шорсткості для даної швидкості різання. Виконують чистову 
обробку деталі разом з наповнювачем. Після закінчення обробки наповнювач 
видаляють із порожнеч між переривчастими поверхнями каналів [53]. 
Однак цей спосіб не застосовується для тонкостінних дрібнорозмірних 
деталей, тому що при видаленні наповнювача порушується геометрія деталі. 
Широке поширення одержує обробка переривчастих поверхонь із 
заповненням порожнеч магніто-реологічною рідиною. 
Магнітно-реологічна рідина - це рідина, що сильно поляризується в 
присутності магнітного поля. Реологічна рідина являє собою систему, що 
складається з феромагнітних або феромагнітних часток нанометрових розмірів, 
що перебувають у зваженому стані в несучій рідині, у якості якої звичайно 
виступає органічний розчинник або вода. 
Спосіб обробки полягає в наступному: порожнини в деталі з переривчастими 
24 
 
 
 
поверхнями заповнюють магнітно-реологічною рідиною, після чого подають на 
деталь напругу. Магнітно-реологічна рідина приймає твердий стан і відбувається 
обробка деталі різанням. По завершенню обробки напругу з деталі знімають і 
порожнини звільняються від реологічної рідини [66]. Недолік цього способу 
полягає в неможливості його застосування до дрібнорозмірних каналів. 
 
1.4.3 Нетрадиційні методи обробки 
 
 
Основна виробнича проблема виготовлення дрібнорозмірних проточних 
каналів полягає в тому, що канали перерізом у десяті частки міліметра не 
дозволяють досить ефективно використовувати традиційні засоби металообробки, 
тому широко використовується електроерозійне прошивання (рис.1.16) [32, 47, 
48]. 
 
Рисунок 1.16 – Схема електроерозійного прошивання: 1 – електрод-інструмент; 
2 – заготовка; 3 – ванна; 4 – діелектрик; 5 – продукти обробки; υu – швидкість 
переміщення електрода-інструмента 
 
Відомий спосіб виготовлення розпилюючих отворів РРД на електроіскрових 
напівавтоматах [58, 59] з наступним контролем за допомогою проливання водою, 
де по заміру еквівалентної витрати води, що пропускається через деталь в 
одиницю часу, відбувається відбраковування виробів, що не відповідають 
технічним вимогам по рівномірності розпилення. Як показала практика, величина 
витрати рідини через канал залежить не тільки від діаметра каналу, але і від 
шорсткості   внутрішньої   поверхні   та   кромок   каналу,   які   контролювати     і 
25 
 
 
 
допрацьовувати через малий діаметр отворів (близько 1 мм.) надзвичайно важко, 
тому багато деталей відбраковуються [5, 68, 69]. 
Отримані електроерозійним прошиванням поверхні мають дефектний шар, 
що характеризується нерівністю поверхні та високим рівнем залишкових напруг. 
Отже, потрібна фінішна обробка. 
Електрохімічне прошивання – обробка, при якій електрод-інструмент, 
рухаючись вглиб заготовки, утворює отвір постійного перерізу за рахунок 
анодного розчинення металу. Електрохімічне прошивання використовують при 
прошиванні каналів і пазів складної форми 
На рис.1.17 представлена схема електрохімічного прошивання. 
При такій схемі електрод-інструмент складається з струмопровіда 1, що 
омивається пострумом електроліту. Струмопровід знаходиться всередині корпуса 
2 з ізоляційного матеріалу. Електроліт створює струмопровідний канал між 
струмопровідом 1 і заготовкою 2. У місці контакту рідини з оброблюваною 
поверхнею матеріал заготовки розчиняється і утворюється заглиблення. У міру 
збільшення глибини отвору корпус 3 зближається із заготовкою 2. Процес іде 
досить швидко тільки при високих напругах [33, 37]. Недоліком цього способу є 
геометрично неточна форма отвору після обробки. 
Застосовують ультразвукову обробку абразивними зернами, що рухаються за 
рахунок переміщення ультразвукового інструменту. На рис.1.18 показана схема 
прошивання отворів. Ультразвуковий інструмент 3 з'єднано з концентратором 2, 
припаяним до ультразвукового перетворювача 1. Інструмент періодично 
вдаряється по зернах абразивної суспензії 4, що заповнює зазор між інструментом 
і заготовкою 5. Зерна виколюють невеликі частки матеріалу оброблюваної 
заготовки. Інструмент має поздовжню подачу й притискається до заготовки з 
деяким зусиллям. Продукти обробки виводяться з-під торця інструмента разом із 
суспензією. Задаючи інструменту та заготовці різні види подач (поздовжню, 
поперечну) і міняючи профіль перерізу інструмента, можна прошивати глухі і 
наскрізні канали, обробляти поглиблення і пази, зокрема криволінійні пази [37]. 
26 
 
 
 
 
Рисунок 1.17 – Схема електрохімічного прошивання: 1 – струмопровід; 
2 – заготовка; 3 – корпус. 
 
Ультразвукова обробка застосовується тільки до твердих і крихких 
матеріалів. В авіаційно-космічній промисловості широко застосовуються вязкі 
матеріали, що не піддаються обробці ультразвуком. 
Променева обробка концентрованим променем лазера заснована на 
локальному плавленні матеріалу і його подальшому видаленні під дією сили ваги, 
концентрованого потоку або газового струменя. Пари перегрітого металу можуть 
покинути зону обробки за рахунок власної пружності або додаткового струменя 
газу. 
Основними процесами, що протікають при утворенні отворів, є 
випаровування і плавлення. При фокусуванні випромінювання поблизу поверхні 
заготовки в матеріалі утворюється отвір, профіль якого близький до 
циліндричного. Лазерна обробка може бути використана для прошивання отворів 
малих діаметрів (<Ø0,1 мм) з більшим відношенням глибини до діаметра і 
виготовлених з різних матеріалів. 
Швидкість знімання металу при використанні лазерного випромінювання 
досягає 1 мм/с. Однак по питомій витраті енергії лазерна обробка уступає 
механічним і електрофізичним методам [8, 20]. 
27 
 
 
 
 
Рисунок 1.18 – Механізм ультразвукової розмірної обробки: 1 – перетворювач; 
2 – концентратор; 3 - ультразвуковий інструмент; 4 – зерна абразивної суспензії; 
5 – заготовка 
 
Недолік цього способу полягає в розплавлюванні вхідної ділянки отвору й, 
відповідно, неможливості одержати гостру кромку, а крім того, має місце висока 
енергоємність процесу. 
Відомий спосіб струменевої електрохімічної обробки, де застосовується 
порожній електрод-інструмент, виконаний з електроізоляційного матеріалу  
(скла), що має катодну втулку, при цьому електрод-інструмент переміщається 
поступально. На деталь підводить анод джерела струму і електрохімічне 
прошивання здійснюється з використанням сформованого струменя електроліту, 
що дозволяє робити формоутворення отворів діаметром 0,3-1,5 мм [68]. 
Недоліком способу є неможливість одержання дрібних каналів (менш 0,3мм) 
із забезпеченням рівномірності витрати рідини через кожне з них. 
Відомий спосіб електролітичного полірування випускного отвору золотника, 
що включає подачу струмопровідного рідкого середовища через порожній 
інструмент-катод і оброблювані отвори [51], який дозволяє видаляти заусенці із 
внутрішньої конусної поверхні отвору золотника. 
Однак цей спосіб не дозволяє здійснювати доведення каналів по 
рівномірності  розпилення,   тому  що   не   враховує   індивідуальних  видаткових 
28 
 
 
 
характеристик кожного каналу деталей, тому багато деталей доводиться 
відбраковувати. 
Для забезпечення рівномірної витрати через усі отвори деталей з 
дрібнорозмірними каналами застосовується спосіб, наведений на рис.1.19 [55]. 
 
Рисунок 1.19 – Спосіб одержання рівномірної витрати через усі канали форсунки: 
1 – форсунка; 2 – ізолятор; 3 – інструмент-катод; 4 – електроізоляційна втулка; 
5 – заглушка; 6 – отвір у заглушці; 7 – мірна мензурка; 8 – поплавець; 
9 – вимикач; 10 – оброблюваний канал 
 
Даний спосіб доведення деталей здійснюють таким чином: включають 
подачу струмопровідної рідини через порожній інструмент-катод 3 і оброблювані 
канали без підключення струму до інструмента-катоду 3, реєструють її витрату 
через кожний оброблюваний канал, потім визначають канал з найбільшою 
витратою і заглушають усі канали, після чого включають струм і послідовно 
відкривають канали, розташовані за каналом з найбільшою витратою, і через 
кожний з них здійснюють прокачування струмопровідної рідини до досягнення 
витрати, рівної витраті через канал з найбільшю витратою. При цьому за рахунок 
електрохімічного процесу здійснюється знімання матеріалу близько каналу, що 
дозволяє підвищити пропускну здатність каналу. Відсічка технологічної напруги 
відбувається  після   наповнення  мірної  мензурки  7,  спливання  поплавка  8       і 
29 
 
 
 
спрацьовування вимикача 9. 
Головний недолік цього способу полягає в неможливості забезпечити 
геометричну форму отвору з перекрученою вихідною формою перерізу і 
глибокого отвору через нерівномірність знімання матеріалу. 
 
1.4.4 Комбіновані методи 
 
 
Електроерозійно - хімічна обробка заснована на сполученні електрохімічної 
обробки з електроерозійним руйнуванням металу, що впливають один на одного, 
значно підвищуючи продуктивність і знижуючи зношування інструмента. При 
кожному імпульсі послідовно здійснюється спочатку анодне розчинення, а потім 
електрична ерозія металу. Швидкість знімання визначається залежністю 
Q=Q1+Q2, де Q1  – швидкість знімання металу за рахунок анодного розчинення, Q2 
– швидкість знімання за рахунок ерозії. 
Процес анодного розчинення створює хороші умови для пробою проміжку, 
так як на катоді - інструменті є парогазовий шар. Ерозія оброблюваної поверхні, в 
свою чергу, сприяє видаленню пасивуючої плівки, значно прискорює дифузію та 
винос продуктів обробки. Технологічні показники методу, такі як точність, 
продуктивність, якість поверхневого шару, ступінь корисного використання 
енергії досить високі і залежать від складу робочого середовища та хімічних 
добавок [9, 16, 77]. 
Недоліком методу є те, що процес неефективний при великому розмірі 
поглиблення. Так, при прошиванні каналів швидкість подачі електродів після 
поглиблення на кілька міліметрів знижується в кілька раз. Електрична ерозія 
сильно позначається на розмірах шорсткості поверхні. На ній виникають 
поглиблення, які трохи згладжуються анодним розчиненням, але якість обробки 
все-таки гірша, чим при електрохімічній обробці (ЕХО) [67]. 
Електроерозійне свердління являє собою електроерозійну обробку з 
використанням порожнього обертового електрода-інструмента із прокачуванням 
під   тиском   діелектричного   робочого   середовища   через   внутрішній    канал. 
30 
 
 
 
Електроерозійне свердління дозволяє ефективно й постійно видаляти шлам з 
міжелектродного проміжку. Тому це більш продуктивний і менш 
теплонапружений процес у порівнянні з електроерозійним прошиванням [12]. 
Цей метод застосовується тільки до прямолінійних каналів циліндричної 
форми та має обмеження по шорсткості одержаної поверхні. 
Для підвищення продуктивності застосовують комбіновану ерозійно- 
термічну обробку електродами з термоактивним покриттям, але після неї 
залишається нестабільний мікропрофіль поверхні по утворюючій каналу й значно 
(до 40 мкм) змінений поверхневий шар матеріалу, утворення якого на стінках 
каналу неминуче для інтенсивних режимів обробки жароміцних сплавів [30]. 
 
1.4.5 Формування каналів при одержанні заготовки 
 
 
Порошкова металургія дозволяє формувати заготовку, гранично наближену 
до остаточної деталі, а також відразу сформувати в корпусі необхідні  
технологічні елементи: отвори, бурти, шестигранні ділянки і т.п. 
Крім того, технологія дозволяє відразу сформувати в корпусі конічний отвір 
під посадку втулки і тим самим виключити ручну операцію розгортання [10]. 
Важливою перевагою запропонованої технології є можливість сполучення 
операції пайки втулки в корпусі одночасно з операцією спікання порошкового 
корпуса (рис. 1.20). 
 
а) б) 
Рисунок 1.20 – а) вид деталі в зборі перед спіканням у високотемпературній 
печі; б) вид готової деталі після механічної обробки 
31 
 
 
 
Корпус деталі формується з порошкової шихти сталі із зусиллям пресування 
3
600-700 МПа, при якому досягається густина матеріалу 7,2 г/см . Спікання 
проходить у водневовмісній атмосфері при температурі 1150˚С протягом 40 
хвилин. 
Спікання сполучається із просоченням корпуса міддю, після чого втулка і 
корпус стають нероз'ємним з'єднанням. Спечена порошкова сталь має структуру 
легованого перліт-троостіта із включеннями 5 карбідних фаз. Твердість сталі 
корпуса після спікання становить 18-30 HRC. Остаточна операція виготовлення 
включає фінішну механічну обробку порошкового корпуса. 
Все частіше для виготовлення деталей, у тому числі деталей зі складними 
дрібнорозмірними каналами, застосовують адитивні технології. Спосіб полягає в 
пошаровій побудові, пошаровому синтезі виробів шляхом фіксації шарів 
модельного матеріалу і їх послідовного з'єднання між собою різними способами: 
спіканням, сплавкою, склеюванням, полімеризацією, - залежно від нюансів 
конкретної технології. Ідеологія адитивних технологій базується на цифрових 
технологіях, в основі яких лежить цифровий опис виробу, його комп'ютерна 
модель. 
 
Рисунок 1.21 – Деталь із каналами отримана за допомогою аддитивних 
технологій на 3D принтері 
 
Деталь,  отримана  за  допомогою  аддитивної  технології,  представлено    на 
32 
 
 
 
рис.1.21. Застосовують дві технології формування моделі при побудові – лазерну 
(спікання, сплавка) і технологію Inkjet, згідно з якою шар фіксується  за 
допомогою спеціального состава, що впорскується на поверхню порошкового 
металу через багатоструменеву рухливу головку (по типу 3D-принтера). Після 
створення 3D моделі деталі вона виготовляється на 3D принтері, шар матеріалу 
фіксується за допомогою спеціального состава, що впорскується на поверхню 
порошкового металу через рухливу головку [24]. 
При обробці порожнин потрібна установка конструктивних підтримок, при 
видаленні яких розкриваються мікропорожнини. При виготовленні довгих 
проточних каналів немає можливості одержати рівномірний переріз каналу  по 
всій довжині. Обробка каналів змінного перерізу в заготовках, одержаних з 
порошків методами швидкого прототипу, не дає необхідного ефекту внаслідок 
вибіркового характеру більш інтенсивного анодного розчинення матеріалу в 
місцях підвищеної концентрації мікротріщин і пор [47]. 
 
1.4.6 Методи доведення дрібнорозмірних отворів пластичним 
деформуванням 
 
Істотного підвищення якості поверхневого шару кромок деталей можна 
досягти, застосовуючи зміцнюючі методи обробки. Серед цих методів широке 
поширення в промисловості одержали методи поверхневого пластичного 
деформування [65]. 
Один із способів включає поверхнево-пластичне деформування 
переривчастих поверхонь каналів циліндричних деталей шляхом впливу на 
обертову деталь деформуючим елементом (рис. 1.22). Зусилля деформуючого 
елемента, виконаного у вигляді кулі і встановленого в державці, створюють за 
допомогою мастильно-охолоджуючої рідини. В'язкість згаданої мастильно- 
охолоджуючої рідини визначають із умови забезпечення переміщення 
деформуючого елемента у вікно деталі на задану величину, що виключає появу 
дефектів на поверхні вікна деталі і її кромок. У результаті цього неможлива поява 
33 
 
 
 
дефектів на поверхні кромок по контуру вікна деталі [56]. Використання цього 
способу обмежене при обробці деталей з невеликим діаметром внутрішньої 
поверхні. При оздоблювальній обробці деталей з переривчастими поверхнями 
каналів застосовують вигладжування на токарно-фрезерних центрах. 
В інструментах для підвищення продуктивності і якості обробки поверхонь, 
особливо що мають канали, пази, отвори й западини, для гасіння віброколивань 
використовують спеціальні демпфери вязкого (гідравлічні), сухого тертя 
(механічні) або гумометалеві. 
Застосування інструмента для вигладжування переривчастих поверхонь 
каналів дозволяє зменшити шорсткість обробленої поверхні до рівня в кілька 
нанометрів при підвищенні продуктивності до межі, обумовленої теплостійкістю 
алмаза та виключити поломку алмазного наконечника при обробці (рис.1.23) [57]. 
 
Рисунок 1.22 – Спосіб поверхнево-пластичного зміцнення за допомогою 
деформуючого елемента, виконаного у вигляді кулі 
 
Вигладжування відбувається в такий спосіб: алмазний наконечник 3 
підводять до оброблюваної деталі 8 і, переміщаючи корпус 1 інструмента 
створюють робочий натяг L1. Зсув індентора на величину натягу L1 приводить до 
зсуву також гумової шайби 5, шайб 4 на величину L1. Тим самим здійснюється 
самовстановлення демпфера в робочий стан. Пружина 7 впливає з попередньо 
настроєним робочим зусиллям Р на індентор 2. Оброблюваній деталі 8 передають 
обертовий рух і включають подачу інструмента. Виникаючі коливання  індентора 
2 з амплітудою в межах шорсткості оброблюваної поверхні гасяться 
дисипативними силами вязкого тертя в гумовій шайбі 5, яка зафіксована щодо 
34 
 
 
 
корпуса силами сухого тертя. 
При обробці амплітуда коливань індентора 2 зростає, що приводить до зсуву 
шайби 5 щодо корпуса 1. Виникаючі при цьому сили сухого тертя гумової  шайби 
5 з корпусом 1 ефективно розсіюють енергію коливань індентора 2. Гасіння 
вібрації виконується також силами сухого тертя, величина яких обмежена 
робочим зусиллям пружини. Цей спосіб застосовується тільки до зовнішніх 
поверхонь деталей, оброблюваних на токарних верстатах. 
 
Рисунок 1.23 – Інструмент для вигладжування переривчастих поверхонь каналів: 
1 – корпус; 2 – порожній індентор; 3 – алмазний наконечник; 4 – шайби; 
5 – гумова шайба; 6 – отвори в шайбах; 7 – пружина; 8 – оброблювана деталь 
 
 
 
Рисунок 1.24 – Інструмент використаний при дорнуванні 
 
 
Дорнування (деформуюче протягування, прошивання) полягає в холодному 
пластичному деформуванні заготовки при поступальному переміщенні через 
канал  з  деяким  натягом  спеціального  інструмента.  При  цьому  забезпечується 
35 
 
 
 
підвищення точності отворів, інтенсивне згладжування мікронерівностей і 
зміцнення поверхневого шару. Після дорнування на оптимальному режимі в 
поверхневому шарі формуються стискаючі залишкові напруження. 
У якості інструмента при дорнуванні використовують сталеві і твердосплавні 
кулі, однозубі та багатозубі прошивання та протягування (рис.1.24). Робоча 
частина зубів прошивань і протягувань у більшості випадків оформляється у 
вигляді двох усічених конусів, з'єднаних циліндричною стрічкою. Оптимальні 
°
значення кутів конусів становлять 6…10 , ширина циліндричної стрічки – 
0,1…3мм. 
В цілому, дорнування дозволяє забезпечити високу точність отворів (до 6…7 
квалітет), одержати дуже малу шорсткість поверхні (до 0,05…0,1 мкм), значно 
зміцнити поверхневий шар (ріст мікротвердості досягає 130…260%), створити в 
цьому шарі стискаючі залишкові напруження, найбільша величина яких близька 
до межі текучості матеріалу заготовки. 
Разом з тим технологічні можливості дорнування дуже суттєво залежать від 
відношення діаметра зовнішньої поверхні заготовки до діаметра її отвору. 
Недоліком дорнування є неможливість обробки криволінійних і 
важкодоступних каналів [64]. 
Існує спосіб доведення проточного каналу за допомогою голки. Спосіб [52], 
по якому канали малого діаметра одержують, наприклад, способом 
електроіскрової обробки, після чого проводять додаткову обробку, формуючи 
вхідну ділянку голкою, надаючи їй зворотно-поступальний і реверсивний 
обертовий рух. При такій обробці вхідній ділянці надається форма подовженої 
конічної воронки, при цьому нерівності, які були на поверхні каналу, зминаються, 
і шорсткість конічної вхідної ділянки стає близькою до шорсткості, відповідної до 
шліфування. Однак такий спосіб формування вхідної ділянки супроводжується 
створенням навколо вхідної кромки напливу металу (метал видавлюється голкою 
з отвору, накопичується навколо вхідної кромки у вигляді важковидаленого 
напливу), який міняє характер протікання рідини, робить його нестабільним,  
міняє витрату і вимагає додаткової обробки по його видаленню, а це важко при 
36 
 
 
 
діаметрах отворів менше 0,25 мм. 
Усунення зазначених вище недоліків можна досягти шляхом підвищення 
якості обробки вхідної ділянки і вхідної кромки, які сприяють стабілізації 
гідравлічних характеристик деталей з каналами. 
Зазначений технічний результат досягається заявленим способом 
виготовлення деталі, що включає одержання дрібнорозмірного каналу та 
додаткову обробку його вхідної частини шляхом здійснення 
зворотньопоступального і обертового рухів голкою. По розглянутому способу 
використовують голку, виконану із гранованою пірамідальною обробною 
поверхнею. У процесі обробки голці можуть надавати додатково реверсивний 
обертовий рух, який поліпшує якість оброблюваної поверхні. 
Для одержання стабільних гідравлічних характеристик деталей з каналами 
°
бажано забезпечити кут при вершині голки в межах 11-20 . Цей обробний 
інструмент має хвостовик 1, робочу частину 2 у вигляді гранованої пірамідальної 
поверхні з ріжучими кромками 3 (рис.1.25). 
Для обробки магнітомягкого матеріалу типу 14Х17Н2, 10Х32Н8 і т.п. або 
немагнітного матеріалу типу 12Х12Н10Т застосовують голку, виконану з 
матеріалу з магнітними властивостями. 
На рис. 1.26 показана деталь із отвором, отриманим електроіскровою 
обробкою (або свердлінням); на рис.1.27 показана деталь, з конусною ділянкою, 
відформованою голкою. 
 
Рисунок 1.25 – Обробний інструмент: 1 – хвостовик; 2 - робоча частина; 
3 – ріжучі кромки 
37 
 
 
 
 
Рисунок 1.26 – Канал, виконаний електроіскровою обробкою: 4 – втулка; 
5 – канал Ø0,6 мм; 6 – підводний паз; 7 – кромка 
 
Рисунок 1.27 – Деталь, канал який сформований голкою: 4 – втулка; 5 – канал 
Ø0,6мм; 6 – паз, що підводить; 8 – конічна вхідна ділянка 
 
У підсумку у втулці виконаний проточний канал з підвідного паза, вхідна 
ділянка якого має гостру кромку. 
Для формування вхідної ділянки у втулці 4 методом електроіскрового 
пропалювання або свердлінням виконують отвір 5 з підвідного паза 6. Кромка 7 
на вході в отвір 5 отримуємо гострою з невеликим підйомом матеріалу, а 
шорсткість стінок отвору така, що висота нерівностей співставна з діаметром 
каналу, особливо для каналу з малим діаметром (0,2 мм). Голку хвостовиком 1 
встановлюють у цанговий затискач, а робочу частину 2 вводять у вхідну ділянку 
отриманого отвору. 
Виконуючи обертальний і зворотньо-поступальний рухи, виконують обробку 
вхідної ділянки. Така обробка голкою приводить до формування конічної ділянки. 
Обробний інструмент зрізає своїми ріжучими кромками 3 метал і одночасно 
загладжує утворену конічну поверхню, доводячи шорсткість до стану близького 
до шліфування. Підвищити якість обробки можна, надаючи голці додатково 
реверсивний обертовий рух. Утворена в результаті зрізання металу стружка 
видавлюється назовні (до вхідної кромки оброблюваного отвору), заповнюючи 
пази  між  гранями  обробного  інструмента  і  обробленою  поверхнею.   Стружка 
38 
 
 
 
налипає на інструмент, що дозволяє легко вилучити її. 
При роботі деталі, виготовленої зазначеним способом, робоче тіло - рідкий 
компонент палива, дійшовши по пазу 6 до каналу деталі, попадає в конічну вхідну 
ділянку 8, потім плавно переходить в отвір 5, а з нього в камеру згоряння. Якщо 
довжина частини струменю, що нерозпався, із канала, зробленого методом 
електроіскрової прошивки (або свердлінням), складає приблизно 15 мм, то 
довжина частини струменю, що не розпався с заходною ділянкою, сформованою 
запропонованим способом, складає 95 мм. при проливанні водою при швидкості 
протікання до 45 м/с. Цей спосіб можна використовувати тільки при обробці 
розбірних двокомпонентних деталей. 
Відомий спосіб зміцнюючої обробки внутрішніх поверхонь деталей 
мікрокульками [59], що полягає в подачі на оброблювану поверхню кульок і з 
накладанням електричного поля, що відрізняється тим, що обробку проводять у 
газорідинному слабопровідному середовищі при напрузі електричного поля 2–5 В 
в два етапи. На першому етапі на оброблювану поверхню під кутом не більш 60º 
подають мікрокульки діаметром 150-200 мкм. при тиску стисненого повітря 0,2- 
0,4МПа та обробки кожної ділянки поверхні 30 с, а на другому етапі – 
мікрокульки діаметром близько 50 мкм при тиску стисненого повітря не більш 
0,3МПа і часу обробки кожної ділянки поверхні 15 с [43, 45]. 
Даний спосіб не може бути реалізований в отворах глибиною більш 5 
діаметрів і діаметром менш 1 мм через ефект екранування кульок в отворі. 
 
1.4.7 Методи доведення дрібнорозмірних каналів за допомогою абразиву 
 
 
Для одержання тангенціального каналу з високими вимогам по шорсткості й 
геометричній формі застосовують притирання. Притирання є чистовою 
операцією, виконаною після попередньої лезвійної або електроерозійної обробки. 
Притирання забезпечує низьку шорсткість поверхні, високу точність розмірів і 
форми каналу [70]. Але при притиранні каналів малого діаметра і великої 
довжини,  досягти  високого  ступеня  прямолінійності  дуже  важко  через    малу 
39 
 
 
 
твердість притирання. Ще одним мінусом способу є мала продуктивність. 
Застосовується притирання в одиничному й дрібносерійному виробництвах і для 
каналів, як правило, діаметром 4 мм і більше. 
Для оздоблювальної обробки глибоких каналів малого діаметра 
використовують абразивно-екструзійну обробку. Вона дозволяє забезпечити 
параметр шорсткості поверхні 0,08…0,12 мкм при вихідному значенні 1…1,5 мкм 
[1, 40]. Зокрема, абразивно-екструзійна обробка дозволяє ефективно видаляти 
дефектний шар, сформований при електроерозійному прошиванні каналів [72]. 
Точність каналів при абразивно-екструзійній обробці зберігається приблизно на 
рівні їх вихідної точності. 
Відомий спосіб абразивно-екструзійної обробки деталей [54], що має канал 
циліндричної форми, що переходить у конусну. У конусній частині каналу 
розміщають вирівнюючий пристрій, що має форму конуса. Останнє забезпечує 
постійну площу поперечного перерізу, утвореного кільцевого зазору по всій 
довжині конусної частини. Згадана площа перевищує площу  поперечного 
перерізу циліндричної частини каналу в 1,2…6,4 рази. По каналу продавлюють 
вязкопружну абразивну суміш із забезпеченням сталості об'ємної витрати 
абразивної суміші. Такі дії сприяють підвищенню рівномірності обробки каналу 
по всій довжині. Цей спосіб не може бути реалізований у каналах діаметром 
менше 1 мм. Більше того, відбувається нерівномірне знімання матеріалу, що різко 
збільшується в менших місцях перерізу каналу, що не дозволяє забезпечити 
точність отвору. 
Видалення матеріалу за рахунок піщаної ерозії 
Піщана циркуляційна ерозія є особливою формою зношування елементів 
ковзання, причому в якості сполученої речовини виступає вода, а пісок, що 
захоплюється нею, являє собою проміжне тіло як засіб зношування. Картина 
зношування відрізняється хвилястою структурою відповідної поверхні. Піщана 
ерозія часто супроводжується корозією, коли вода містить іони і видалені 
перешкоджаючі корозії шари окислів. Аналогічно зношуванню струменем, 
визначальними  є абразивні властивості піщаних зерен  і швидкість  потоку.    Кут 
40 
 
 
 
між напрямком руху потоку і поверхнею через утворення вихорів не відіграє  
такої великої ролі, як кут падіння при зношуванні, викликаним струменем. 
Для оцінки опору матеріалів стосовно абразивної дії піску є результати 
дослідів з ерозійним апаратом [70], що представляють собою замкнену систему із 
циркуляційним насосом, з відносною швидкістю в проточному каналі 33 м/с. 
Концентрація піску становила 2%.  Тривалість досліду досягала 60 г.    Кожні 
12 год. воду з піском міняли, щоб запобігти затупленню зерен піску. Опір 
шліфуванню піском виміряється у відносних одиницях, причому втрата у вазі 
сталі марки Сталь 45 за 60 год. приймається за 1. У табл.1.1 наведені величини 
опору абразивному впливу піску для деяких матеріалів залежно від 
мікротвердості. Хоча литі зразки мають майже однакові величини твердості, їх 
відношення до зношування дуже різне. Прийняття за основу макротвердості тут 
також нічого не дає. Більш докладне дослідження окремих елементів структури та 
напруг вісі лиття дозволяють одержати реальну картину зміни опору зношуванню 
[46]. 
До недоліку піщаної ерозії відноситься нерегульована ерозія при великій 
концентрації абразиву і високій швидкості потоку. 
Таблиця 1.1 - Опір деяких матеріалів зношуванню піском 
 
Типовий матеріал Твердість HB 10/3000/30 Опір зношуванню 
Сталь 40Х 126 0,89 
Сталь 45 143 1,00 
Чавун сірий 153 1,22 
Чавун ковкий 156 0,83 
Хромиста сталь 20Х13 192 1,01 
Сталь 65Г 196 1,06 
Нержавіюча сталь 277 1,14 
 
Процес струменевої гідроабразивної обробки полягає в напрямку струменя 
суспензії, що складається з води і часток абразивних матеріалів, на оброблювану 
поверхню заготовки [12]. У результаті такої обробки утворюються чисті матові 
поверхні без рисок, характерних для лезвійної обробки матеріалу. Дія ріжучих 
кромок  абразивних часток  на  оброблювану поверхню  нетривала  і має  ударний 
41 
 
 
 
характер. Робота з видалення металу проводиться за рахунок кінетичної енергії 
абразивної частки. Струминна гідроабразивна обробка забезпечує зміцнення 
оброблюваної поверхні, внаслідок чого підвищується втомлювальна міцність 
оброблених деталей. 
Усі процеси механічної обробки металу супроводжуються розвитком  
значних зусиль і виділенням у зоні різання великої кількості тепла, що викликає 
пластичну деформацію поверхневого шару. При струменевій гідроабразивній 
обробці температура оброблюваних деталей не змінюється. Мікронагрівання, 
викликане відділенням стружки абразивною часткою, усувається пострумом 
суспензії, що супроводжує цю абразивну частку [15]. 
Струменеву гідроабразивну обробку доцільно застосовувати для обробки 
складних поверхонь: крім значного зниження часу обробки цей спосіб дозволяє 
здійснити механізацію процесу оздоблювальних операцій і поліпшити умови 
праці [17]. Недоліком є нерівномірне знімання матеріалу з поверхневого шару 
каналу. 
 
1.5 Механізм гідроабразивного впливу на поверхню щілинного каналу 
 
 
Струминна гідроабразивна обробка – це процес ударного впливу на 
оброблювану поверхню високошвидкісного гідроабразивного потоку.  На 
характер взаємодії абразивних часток, що перебувають у потоці, з оброблюваною 
поверхнею, впливають вихідні параметри процесу, його продуктивність і якість 
обробки. Струменева гідроабразивна обробка може бути розглянута як процес 
ерозії пострумом абразивних часток оброблюваної поверхні. Щоб зрозуміти 
фізичну картину процесів, що проходять при обробці пластичного матеріалу 
струменем з абразивними частками, необхідно спочатку розглянути зношування, 
викликане ударом одиничної частки. 
При взаємодії одиночної частки із пластичним матеріалом на поверхні 
утворюється так званий кратер. При різних кутах ударів часток об поверхню 
розташування  вала  навколо кратера  міняється.  Дослідження  кратерів показало, 
42 
 
 
 
що витиснутий матеріал тече в напрямку падіння частки з утворенням вала доти, 
поки він не розтріскується через значні швидкодіючі накопичені деформації. При 
малих кутах атаки абразивної частки вал формується по напрямку руху частки й з 
боків кратера. При ударі під прямим кутом вал утворюється рівномірно по 
периметру кратера. Характер деформацій і форма валу залежать від ряду умов: 
форми одиничного абразиву, орієнтації частки при ударному впливі, швидкості і 
кута атаки частки, властивостей матеріалів частки та поверхні. Було виявлено 
існування критичної швидкості частки, вище якої матеріал оброблюваної  
поверхні витісняється у вал кратера, а також наявність навколо кратера, що 
утворювався при ударі, зони високої щільності дислокації (звичайно товщиною в 
кілька мікрометрів) [15]. 
При торканні абразивної частки поверхні відбувається процес мікрорізання 
матеріалу, тому що абразивна частка має кутову поверхню з гострими 
вершинами. Мікрорізання проводиться саме вершинами часток. Це специфічний 
процес, характер якого обумовлений швидкоплинністю ударного впливу, а його 
наслідки залежать від кута атаки і форми частки. При ударах абразивного зерна 
матеріал або відділяється від поверхні, або витісняється у вал кратера. Там він 
піддається наступній ерозії. Видалення матеріалу спостерігається при куті скосу в 
проміжку 0°–17, що відбувається вкрай рідко (тільки в 15% випадків). 
Вплив зерна розділяється на деформацію проорювання і різання. Характер 
впливу залежить від кута різання: при більших негативних передніх кутах різання 
спостерігається деформація проорювання, при позитивних передніх кутах 
спостерігається деформація різання. При вивченні ерозії, що виникає від 
одиничного зерна, слід мати на увазі можливість появи термічно локалізованої 
деформації як результату локального нагрівання. Було помічено, що титан є 
найбільш сприйнятливим до локальних термічних деформацій, обумовленим 
виділенням енергії частки. Так на поверхні зразків з титану від металу в районі 
кратера відколюються дрібні осколки частіше, ніж у зразках з інших металів. 
Механізм ерозії пластичних матеріалів абразивними частками малих розмірів 
(rр<100мкм.)   має   специфічні  особливості.   При   ударі  часток спостерігаються 
43 
 
 
 
-1
більші швидкості відносної деформації е, причому е~rр . Так, для зерна розміром 
7 -1
5 мкм. і при швидкостях 100 м/с значення е досягає величини близько 10 с . 
Таким чином, при ударі одиночної частки об поверхню відбуваються наступні 
процеси: утворення кратера, утворення вала в напрямку  руху  частки, 
мікрорізання під різними кутами скосу, термічне розміцнення матеріалу, високі 
швидкості відносної деформації [7, 34]. 
Видалення матеріалу при впливі зерна на матеріал відбувається внаслідок 
декількох процесів, що одночасно протікають. При аналізі ерозії матеріалу 
абразивом повинні бути враховані: 
- зіткнення часток між собою; 
- дроблення окремих часток; 
- екранування оброблюваної поверхні частками, що відскакують від неї; 
- великий діапазон кутів падіння абразивних зерен у певний момент часу; 
- вплив оброблюваної поверхні на траєкторію руху часток; 
- підповерхневі дефекти матеріалу; 
- адсорбційний ефект зниження міцності оброблюваного матеріалу на 
границі розподілу оброблюваної поверхні та потоку і т.д. 
Особливості механізму руйнування матеріалу під дією численних контактів 
абразивних зерен з поверхнею вивчені недостатньо повно. Опираючись на 
дослідження осколків, що утворювалися після ерозії матеріалів, була висунута 
гіпотеза про те, що безпосередньо зрізується зерном тільки невелика частина 
матеріалу. При цьому пластична деформація, що виникає при проорюванні 
часткою матеріалу й утворенні вала, підготовляє топографію поверхні, з якої 
матеріал може бути вилучений при наступному впливі на нього абразивом. 
Ерозія в рідкому середовищі та у середовищі без рідини відбувається по- 
різному. 
При видаленні матеріалу абразивом спостерігаються наступні явища: 
руйнування поверхні під дією високих контактних напруг; зрізання мікростружки 
з поверхні; утворення клиноподібних тріщин у поверхневому шарі  
оброблюваного  каналу;  гідроудар;  контактна  втома;  виплавлювання  матеріалу 
44 
 
 
 
внаслідок високої локальної температури і т.д. Характер цих явищ залежить від 
властивостей оброблюваного матеріалу та властивостей абразиву, швидкості 
абразиву, кута атаки. 
До сьогоднішнього дня не було запропоновано теорії, що охоплює всі 
сторони струменевої гідроабразивної обробки. У майбутньому така  теорія 
повинна бути створена на основі аерогідродинаміки двофазних і трифазних 
середовищ. Ця область також вивчена не повною мірою, і процес  досліджень 
може бути побудований на базі розгляду багаторазових впливів ударів гострої 
абразивної частки об пластичний матеріал. 
Високий інтерес до струменевої гідроабразивної обробки обумовлений 
великими технологічними можливостями, що відкриваються при використанні 
цього методу. До них відноситься: можливість обробки каналів, пазів складного 
профілю; можливість обробки матеріалу незалежно від його фізико-хімічних 
властивостей; простота регулювання вихідних технологічних параметрів, 
стабільність процесу обробки; висока якість поверхневого шару після обробки; 
порівняно низька ціна обладнання [26, 35]. 
Висновки до першого розділу 
 
1. Показано, що деталі високонапорних систем охолодження з тонкими 
щілинними каналами висувають підвищені вимоги до геометричної точності, 
шорсткості внутрішньої поверхні та стабільності витратних характеристик, 
оскільки саме ці параметри визначають рівномірність подачі робочого 
середовища й ефективність роботи системи. 
2. Проаналізовано основні технологічні методи формування проточних 
каналів малої ширини (традиційні, нетрадиційні, комбіновані, а також методи 
отримання каналів на стадії виготовлення заготовки) та встановлено їх переваги й 
обмеження щодо забезпечення необхідних експлуатаційних показників. 
3. Виявлено, що традиційні механічні методи обробки у більшості випадків 
не дозволяють гарантовано забезпечити стабільні витратні характеристики тонких 
щілинних каналів через складність контролю поперечного перерізу та 
мікропрофілю поверхні. 
4. Показано, що застосування енергетичних та електрохімічних методів дає 
змогу розширити діапазон можливих розмірів і форм каналів, однак потребує 
45 
 
 
удосконалення з точки зору керованості процесу, видалення продуктів обробки та 
забезпечення стійких гідравлічних параметрів. 
5. Обґрунтовано перспективність комбінованих процесів, у яких поєднується 
електрохімічне розчинення матеріалу з гідроабразивною дією робочого 
середовища, що дозволяє одночасно формувати профіль каналу, покращувати 
якість поверхні та стабілізувати витратні характеристики.. 
46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 2. МЕТОДОЛОГІЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО 
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ ІЗ 
ЩІЛИННИМИ КАНАЛАМИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
 
 
 
2.1 Робочі гіпотези 
 
 
1. Одиночне використання механічного впливу стабільно не реалізується в 
каналах перерізу з висотою менше 2 мм. Електрохімічні методи ефективні для 
обробки геометрично правильних і вісесиметричних поверхонь, що й дозволяє 
одержувати задану витрату на попередньо точно оброблених каналах, наприклад, 
після свердління або прошивання. 
2. Обробка пострумом рідини з абразивом дозволяє виправляти локальні 
похибки форми, тому що абразив активніше працює в місцях зменшення  
умовного проходу і знімає матеріал саме в тих місцях, що потребують 
додаткового зняття матеріалу. 
3. Електрохімічний вплив інтенсифікує процес механічного зняття 
мікровиступів, скорочуючи час обробки та надмірне анодне розчинення матеріалу 
в місцях вихідних дефектів поверхні. 
4. Вимірювання витрати протікаючого через отвір електроліту, при 
електрохімічній обробці дозволяє контролювати масову витрату рідини і при 
досягненні потрібного показника припиняти прокачування електроліту. Це 
забезпечить одержання каналу з точною, заздалегідь установленою витратою і 
дозволить вчасно помітити та усунути можливе забруднення каналу. 
5. Поєднання в одному процесі двох видів впливів: механікоабразивного та 
електрохімічного з одночасним вимірюванням витрати абразивонасиченого 
електроліту – дозволяє одночасно забезпечувати необхідну геометричну форму 
перерізу каналу, необхідну шорсткість і задану витрату. 
6. За рахунок зміни концентрації абразиву та напруги струму можна керувати 
процесом формування мікрогеометрії поверхні із заданими характеристиками. 
48 
 
 
 
 
2.2 Вибір методу технологічного забезпечення експлуатаційних 
показників деталей з дрібнорозмірними щілинними каналами 
 
При одержанні каналів у деталях високих навантажень, що працюють в 
умовах, агресивного середовища і підвищених температур, важливого значення 
набувають питання забезпечення конструктивно і технологічно обумовлених 
експлуатаційних параметрів. 
При виготовленні і наступних випробуваннях деталей виявляється 
неприпустимо високий відсоток деталей з експлуатаційними параметрами, 
відмінними від заданих. Виправлення або доведення таких деталей є 
трудомісткою, нетехнологічною операцією. Забезпечення вимог по витраті і 
якості розпилення при виготовленні цих виробів досягалося в основному 
застосуванням традиційних методів лезвійної обробки, використанням 
електрохімічного доведення й застосування різних режимів обробки. 
Об'єктом дослідження є деталі із проточними поверхнями малого перерізу, 
найбільш проблемними з яких є деталі із щілинними каналами: кільця завіси 
(рис.1.1 і рис.2.2). Вони застосовуються в камерах згоряння авіаційних 
газотурбінних двигунів, РРД, у технологічному обладнанні, хімічній 
промисловості [74]. 
Основна технологічна складність полягає в тому, що щілинні канали  
висотою менш 2 міліметрів не дозволяють досить ефективно використовувати 
традиційні засоби металообробки, і також контролю показників якості поверхні і  
її геометрії при профілюванні каналів у процесі виготовлення таких деталей. 
Крім цього, існуючі методи обробки щілинних каналів збільшують дефекти, 
що залишилися після попередньої обробки. Ці дефекти дуже складно виявити, 
тому що вони перебувають у важкодоступних місцях і після складання їх 
практично неможливо усунути, тому що найчастіше складання проводиться 
нероз'ємними методами. 
Розв'язок задачі технологічного забезпечення заданих експлуатаційних 
показників  таких деталей зводиться до  одержання стабільної витрати  та    інших 
49 
 
 
 
 
спеціальних вимог (наприклад, забезпечення кута розпилення робочого тіла). 
Відомо кілька перспективних технологічних методів обробки деталей з 
дрібнорозмірними проточними каналами в залежності від їх форми і 
забезпечуваних експлуатаційних параметрів (розділ 1): 
- дорнування [74]; 
- електроерозійне прошивання [75]; 
- доведення проточного отвору за допомогою голки [52]; 
- струменева електрохімічна обробка [55, 78]; 
- абразивно-екструзійна обробка деталей [54]; 
- адитивні технології [24]. 
Налаштування режимів комбінованого доведення проводиться з 
використанням зразків-свідків з контрольного матеріалу (12Х18Н10Т), 
оброблюваних з оснасткою (рис.2.1). Вибір оптимальних режимів комбінованої 
обробки, що забезпечують стабільність експлуатаційних показників деталей з 
дрібнорозмірними проточними каналами, проводиться з урахуванням умови 
забезпечення витратних і точністних характеристик деталі без наступного 
доведення. Попередня експериментальна перевірка розрахункових параметрів 
комбінованої обробки по забезпеченню потрібної витрати підтвердила  
можливість їх використання при проектуванні технологічного процесу. Отримані 
результати дають можливість реалізувати комбіноване доведення 
дрібнорозмірних проточних каналів із забезпеченням заданих показників якості. 
Типовий об'єкт досліджень – циліндр завіси з висотою щілинного каналу 1,6 мм 
(рис.2.2). 
 
 
 
 
Рисунок 2.1 – Зразок в оснастці 
50 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.2 – Типова деталь: циліндр завіси 
 
2.3 Аналіз можливих технологічних схем комбінованої обробки 
щілинних каналів 
Дрібнорозмірні деталі із проточними щілинними каналами (рис.2.3) мають 
різну геометрію, можуть виконуватися з важкооброблюваних зносостійких і 
жароміцних матеріалів. Малі розміри перерізів не дозволяють досить ефективно 
використовувати традиційні засоби металообробки та контролю показників якості 
поверхні, а так само геометрії. 
Тому контроль забезпечення заданих експлуатаційних показників 
проводиться після остаточного виготовлення деталей при параметричних 
випробуваннях на спеціальних стендах у складі агрегату або індивідуально з 
наступним настроюванням, що є дуже складною й дорогою операцією [66]. 
Особливо великі труднощі в цьому випадку викликає необхідність чистового 
калібрування робочих ділянок каналів за результатами досліджень, що стає 
рівноцінним процесу їх нового формоутворення. 
Спроби скорочення об’єму досліджень і доробок за рахунок селекційного 
підбору деталей [73] призводить в остаточному підсумку до широкого розкиду 
кінцевих показників, що не забезпечує надійність виробів і їх працездатність в 
екстремальних умовах експлуатації. 
51 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.3 – Типова деталь із щілинними каналами, 3D модель 
 
 
Запропоновані й обґрунтовані автором гіпотези дозволили розробити новий 
спосіб комбінованої електрохімічної обробки з додаванням абразиву в робочу 
рідину, що прокачується через канал деталі. До особливостей запропонованого 
способу відноситься можливість вибіркового виправлення геометричних дефектів 
поверхні від попередньої обробки. Останнє дозволяє підвищити стабільність 
одержання експлуатаційних показників за рахунок отримання стабільного 
мікропрофілю поверхні і вибіркове вирівнювання мікропрофілю поверхні в 
умовах обмеженого простору. 
На рис.2.4 показана модель комбінованого електрохімікоабразивного 
доведення деталі з каналами. Сутність способу полягає в проходженні потоку 
струмопровідної абразивонасиченої рідини низької концентрації 5 через 
оброблювані канали деталі 1. На технологічну систему накладений струм низької 
напруги (8-10 В), і вона витримується при певному режимі протягом часу, 
необхідного для одержання заданої витрати при постійному тиску рідини. 
Обробка пострумом рідини з абразивом 3 дозволяє виправляти локальні 
похибки форми 4, тому що абразив активніше працює в місцях зменшення 
умовного проходу й знімає матеріал саме в цих місцях, що потребують 
додаткового зняття матеріалу. Електрохімічний вплив інтенсифікує процес 
механічного зняття матеріалу з мікровиступів, скорочуючи час обробки [65]. 
52 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.4 – Внутрішня поверхня каналу в процесі електрохімікоабразивного 
доведення: 1 – оброблювана деталь; 2 – напрямок руху одиничного зерна 
абразиву при обробці; 3 – абразивне зерно; 4 – місцеві мікровиступи; 
5 – струмопровідна рідина; hВ – висота мікровиступів 
При механічному контакті абразивного зерна з виступами зняття матеріалу 
відбувається за рахунок мікрорізання і продуктивність процесу залежить від 
концентрації абразиву, орієнтації одиничного абразиву в момент взаємодії з 
поверхнею, розмірів гранул і профілю каналу. У випадку анодного розчинення 
зусилля контакту буде знижуватися за рахунок рідинної і оксидної плівок між 
заготовкою та гранулою, а також внаслідок анодного розчинення вершин 
нерівностей [71] на поверхні в місцях контакту із гранулою, що знижує опір  
тертя. 
Для проведення експериментальних досліджень по комбінованій обробці 
щілинних каналів установка для електрохімічного доведення була модернізована 
та вбудована в проливний стенд для вимірювання витратних характеристик. 
Сутність роботи такої технологічної системи, полягає в наступному: 
1) попереднє вимірювання витрати через оброблюваний канал; 
2) комбінована електрохімічна обробка з додаванням абразивного 
наповнювача; 
3) промивання системи від залишків абразиву; 
4) контрольний вимірювання витрати; 
5) при необхідності повторна комбінована обробка на скоректованих 
режимах. 
Вимірювання витрати, що протікає через отвір електроліту при 
53 
 
 
 
 
електрохімікоабразивній обробці дозволяє контролювати масова витрата рідини й 
при досягненні потрібного показника припиняти прокачування електроліту. Це 
забезпечує одержання каналу з точною, заздалегідь установленою витратою. 
Комбінація в одному процесі двох видів впливів: механіко-абразивного та 
електро-хімічного з одночасним вимірюванням витрати абразивонасиченого 
електроліту дозволяє одночасно забезпечувати необхідну геометричну форму 
перерізу отвору, необхідну шорсткість і задана витрату. За рахунок зміни 
концентрації абразиву та напруги струму можна керувати процесом формування 
мікрогеометрії поверхні із заданими характеристиками. 
Таким чином, запропонована нова технологічна схема обладнання для 
об'єднання комбінованого процесу і методів контролю видаткових характеристик 
проточних поверхонь, що дає можливість істотного скорочення строків і 
трудомісткості технологічного доведення нової техніки [71]. Створені технічні 
розв'язки є патентоспроможними. 
 
2.4 Основні критерії, що визначають якість комбінованої обробки 
деталей із проточними щілинними каналами 
 
При обробці деталей із щілинними каналами основними показниками якості, 
що визначають якість обробки, є сталість витрати і сталість тиску (відсутність 
стрибків) на зрізі щілини. 
Це залежить у визначальному ступені від: 
- форми утворюючого каналу (рис.2.5); 
- мікропрофілю поверхні (рис.2.6); 
- геометричної точності вихідної кромки (рис.1.12). 
Показники якості щілинних каналів, що можна досягти залежно від різних 
способів обробки представлено на табл.2.1. 
Аналіз технологічних можливостей різних методів обробки каналів  
складного профілю показує, що найкращим методом є комбінована обробка, що 
поєднує в собі електрохімічну обробку і використання абразивного наповнювача. 
54 
 
 
 
 
Таблиця 2.1 - Способи обробки каналів і одержані експлуатаційні параметри 
 
 Технологічні і експлуатаційні показники 
 
 
Спосіб обробки 
Свердління 3,2 H12 15 30 10  
Фрезерування 6,3 H12 10 50 12  
Доведення  
0,8 H8 20 45 4 
(Дорнування) 
Розгортання,  
0,8 H7 3 5 5 
протягання 
Електроерозійне  
2,5 H9 2 20 8 
прошивання 
Електрохімічна  
0,4 H8 – 5 6 
обробка 
Комбінована      
обробка 
0,4 H7 – 5 3 
(ЕХО+абразивний 
наповнювач)      
 
 
Рисунок 2.5 – С тилізована форма утвореного каналу, 3D модель 
 
 
 
Рисунок 2.6 – Мікропрофіль поверхні проточного каналу з характерними 
дефектами 
55 
 
 
Шорсткість, Ra 
мкм 
 
Точність (калітет) 
 
Ступінь наклепу, 
% 
 
Глибина залягання 
дефект. шару, мкм 
 
Дисперсія витрати, 
% 
   
Кільце завіси Форсунка Типові деталі 
 Розрах . 
Примітка 
з наченн я 
 
 
 
2.5 Лабораторне й експериментальне обладнання 
 
 
Попереднє формоутворення дрібнорозмірних проточних каналів проводили 
на спеціалізованій установці для прошивання каналів у кільцях завіси і форсунках 
(рис.2.7). Параметри установки наведено в табл.2.2. 
Працездатність запропонованого способу обробки перевірялася на 
лабораторному стенді для комбінованої електрохімікоабразивної обробки 
проточних каналів. Загальний вид установки представлено на рис.2.8, схема його 
наведена на рис. 2.10. 
Після отримання попередніх каналів у зразках імітаторах, вони зазнали 
комбінованої обробки з додаванням абразиву. 
Розрахунковим шляхом з наступним експериментальним підтвердженням 
встановлені режими електрохімікоабразивної доводки: напруга U=8-10В, анодна 
2
густина струму 500÷1000 А/м , концентрація абразиву до 2%. 
 
Таблиця 2.2 - Технічні характеристики експериментальної установки 
 
Найменування Значення параметра 
Розміри координатного стола, мм 140x140 
Хід координатних переміщень: х, у; мм 25 
Настановне переміщення каретки, мм 80 
Діаметри отворів, що прошиваються, мм 0,015-0,5 
Найбільша глибина отворів діаметрів електрода 15-30 
Точність виконання отворів, мм ± 0,002 
Швидкість прошивання отворів 0,015-0,1 мм у твердому 
0,5-1,5 
сплаві ВК-6М, мм/хв 
Шорсткість обробленої поверхні, Rа, мкм 0,1-0,5 
Частота проходження імпульсів, кГц 44,66,100,200 
Тривалість імпульсів струму, мкс. 0,05-0,5 
Амплітуда імпульсів струму, А 2-25 
Частота коливань електрода, Гц 200-800 
Споживча потужність, кВт 0,25 
Міжелектродне середовище дистильована вода 
Витрата води, л/год. 4 
Габаритні розміри, мм. 720x650x1400 
Маса, кг. 160 
56 
 
 
 
 
   
Рисунок 2.7 – Загальний вид установки Рисунок 2.8 – Загальний вид стенда для 
для електроерозійного прошивання комбінованої електрохімікоабразивної 
каналів обробки 
 
У якості струмопровідних хімічно активних компонентів робочих середовищ 
традиційно використовуються кислоти і луги, що входять до складу розчинів і 
електролітів (Н2SO4; NаNO; Nа2SO4; CrO3). В даній роботі міжелектродним 
середовищем виступає технічна вода. Це дозволяє скоротити агресивний вплив 
рідини на технологічно точну техніку і не використовувати дороге 
корозійностійке обладнання [31]. 
 
Рисунок 2.9 – Зразок-імітатор в оснастці 
57 
 
 
 
 
Відпрацювання режимів проводилося на зразках-імітаторах, що містять 
дрібнорозмірний щілинний канал. Для експериментів було спроектовано 
оснащення, що дозволяє проводити комбіновану обробку зразка - імітатора. 
Імітатор в оснащенні представлено на рис.2.9. 
Для експериментального дослідження режимів комбінованої обробки отвору 
імітаторів типові деталі були піддані анодному розчиненню з абразивним 
впливом і з паралельним вимірюванням витрати. Аналіз результатів  
експерименту дозволив визначити оптимальні інтервали часу обробки з 
врахуванням забезпечення витрати, заданої технічною документацією. 
Для проведення експериментальних досліджень по комбінованій обробці 
щілинних каналів в установку для електрохімічного доведення був вбудований 
поливальний стенд для вимірювання витратних характеристик. Сутність роботи 
такої технологічної системи полягає в наступному: 
- перед початком електрохімічної обробки з додаванням абразивного 
наповнювача виконують вимірювання витрати рідини через проточної канал; 
- для проведення комбінованої обробки заповнюють магістраль 
струмопровідною рідиною з додаванням абразиву і включають установку для 
комбінованої обробки. Після закінчення розрахункового часу установку 
виключають і проводять промивання системи; 
- після проведення обробки необхідний контроль вимірювання витрати; 
- при відхиленні значень отриманої витрати від заданих значень проводять 
повторну комбіновану обробку на скоректованих режимах. 
Послідовність роботи установки, представленої на рис.2.10, полягає в 
наступному: перед початком електрохімічної обробки з додаванням абразивного 
наповнювача виконують вимірювання витрати рідини через щілинний канал. Для 
цього оброблювану деталь поміщають у пристрій для комбінованої обробки 1, 
вентилі 4 переводять у положення I, включають насос 7, далі подається рідина до 
досягнення необхідного напору, який відсліжують по манометру 2. Знімають 
показники з витратоміра 5. По отриманій витраті вибирають режими та час 
обробки. 
58 
 
 
 
 
 
Рисунок 2.10 – Робоча схема установки для комбінованого електрохімічного 
доведення деталей з дрібнорозмірними щілинними каналами: 1 – установка для 
комбінованої обробки; 2 – манометр; 3 – фільтр; 4 – вентиль стендовий 
триходовий; 5 – датчик витрати; 6, 7 – насоси; 8 – ємність із абразивом; 
9 – ємність із технічною рідиною; 10 – пульт керування 
 
 
Для проведення комбінованої обробки вентилі 4 переводять у положення II, 
включають насос 6, з'єднуючи магістраль із ємністю з додаванням абразиву 8, і 
включають установку для комбінованої обробки 1. Після закінчення 
розрахункового часу установку 1 виключають, стендові вентилі 4 переводять у 
положення I і проводять промивання системи. Включення насосів 6 і 7, 
перемикання вентилів 4 відбувається автоматизовано за допомогою пульта 
керування 10. На пульті також відображаються параметри тиску та витрати. 
Після проведення обробки необхідний контроль вимірювання витрати. При 
відхиленні значень отриманої витрати від заданої проводять повторну 
комбіновану обробку на скоректованих режимах. Після закінчення обробки 
виконують контроль на сертифікованому стенді. 
Вимірювання витрати протікаючого через канал електроліту при 
комбінованій обробці дозволяє контролювати масову витрату рідини в режимі 
онлайн (рис. 2.11) і при досягненні потрібного показника - припиняти обробку.  
Це забезпечує одержання каналу з точною, заздалегідь установленою витратою. 
Комбінація в одному процесі двох видів впливів: механікоабразивного і 
електрохімічного   з   вимірюванням   витрати   абразивонасиченого    електроліту 
59 
 
 
 
 
дозволяє одночасно забезпечувати необхідну геометричну форму перерізу отвору, 
необхідну шорсткість і задану витрату. За рахунок зміни концентрації абразиву та 
напруги струму можна керувати процесом формування мікрогеометрії поверхні із 
заданими характеристиками [60]. 
 
Рисунок 2.11 – Візуалізація під час випробування 
Ця технологічна схема устаткування є унікальною, оскільки дозволяє 
сполучити комбінований процес обробки з контролем видаткових характеристик 
оброблюваних деталей. Причому контроль проходить безпосередньо під час 
обробки. Дана технологічна схема дозволяє значно скоротити трудомісткість 
виготовлення технологічно складних виробів нової техніки. 
 
2.6 Програма виконання роботи 
 
 
Теоретична частина роботи включає моделювання процесів руху абразиву з 
накладанням механізму електрохімічної взаємодії, їх впливу на поверхню каналу 
деталі. Результатом цього етапу роботи є створення методики керування 
показниками якості поверхневого шару, що дозволяє оптимізувати технологічні 
режими обробки поверхонь деталей із проточними щілинними каналами. 
Отримані закономірності процесу підтверджуються на лабораторному і 
експериментальному устаткуванні. Збіжність результатів розрахунків і 
експерименту обмежується за критерієм ймовірності не нижче 0,9. Для 
розробленого технологічного процесу повинні бути створені досліднопромислові 
установки та засоби технологічного оснащення, визначені параметри абразиву,  
які   в   розглянутому   випадку   є   непрофільованим   інструментом,   і     режими 
60 
 
 
 
 
комбінованої обробки. Наступна частина роботи включає обґрунтування 
можливості використання отриманих результатів для деталей із щілинними 
дрібнорозмірними каналами типу кілець завіси, золотників, щілинних форсунок. 
Для цього виконаний ряд досліджень експлуатаційних властивостей виробів, 
оброблених комбінованими методами. 
Заключною частиною роботи є реалізація отриманих результатів і 
впровадження розробленої технології, устаткування, засобів оснащення для 
виготовлення деталей із щілинними каналами і прогнозування області 
застосування комбінованого методу для різних видів деталей з такими каналами. 
2.7. Механізм процесу комбінованої обробки каналів 
 
На базі висунутих гіпотез і розробленого способу (розділ 2) досліджений 
механізм обробки, у якому вплив розглядається як узагальнений керований 
процес формування необхідних стабільних показників систем охолодження з 
постійним параметричним контролем. 
Суть способу полягає в проходженні потоку струмопровідної рідини з 
додаванням низької концентрації абразиву через проточний канал оброблюваної 
деталі. На технологічну систему подають струм напругою 8-10 В, і вона 
витримується при постійному тиску робочої рідини, до моменту одержання 
заданої витрати. Абразивом виступає тонкий мікропорошок електрокорунду 
білого М3-М5. 
Доведення струмом рідини, що містить абразив, дозволяє виправляти 
локальні похибки мікропрофілю, тому що абразивні зерна активніше знімають 
матеріал у місцях зменшення перерізу, що дає виправлення й вирівнювання 
мікропрофілю. Електрохімічний вплив прискорює процес зняття матеріалу з 
мікровиступів, це скорочує час доведення деталей наукомісткої техніки. 
При механічному впливу абразивних гранул на виступи, зняття матеріалу 
відбувається за рахунок мікрорізання, продуктивність процесу залежить від 
концентрації абразиву, розмірів гранул і профілю каналу. У випадку анодного 
розчинення, зусилля контакту буде знижуватися за рахунок рідини і оксидної 
плівки, що виникає між матеріалом і абразивним зерном, а також, як наслідок, 
анодного розчинення мікровиступів на поверхні в місцях контакту з абразивом, 
61 
 
 
 
що зменшує опір тертя [67]. 
Схема контакту абразивних часток обробного середовища з поверхнею 
каналу показано на рис. 3.1, аналіз якого показує, що для забезпечення видалення 
припуску при механічному контакті необхідно наступне: 
- сила напору потоку робочого середовища FПРС повинна бути більше опору 
тертя FС; 
- результуюча  сила  опору  FСα,  орієнтована  по  потоці,  залежить  від   кута 
нахилу дотичної α до хвилястості мікропрофілю по довжині утворюючого каналу  
і вимагає адаптивної стабілізації потоку струмопровідної рідини з абразивом 
відповідної об'ємної концентрації [68, 70]. 
 
 
 
Рисунок 3.1 – Схема контакту гранул обробного середовища з поверхнею каналу 
Це так, але сила нормального тиску FNП  залежить, крім фізико-механічних 
умов контакту гранули з поверхнею, ще й від енергії абразивних гранул, що 
приєднуються при зіткненні, у потоці. Сили мікрорізання абразивом  
підкоряються теоретико-ймовірному закону і з великим ступенем вірогідності 
можуть вимірюватися здебільшого експериментально. Випадок, що виникає в 
обмеженому об’ємі щілинного каналу, специфічний тим, що є ефект приєднання 
маси зіткнення. Це також приводить і до часткового зміцнення матеріалу в зоні 
контакту. 
 
 
 
62 
 
 
 
Висновки до другого розділу 
 
1. На основі аналізу конструктивних особливостей деталей із щілинними 
каналами та вимог до їх експлуатаційних характеристик сформульовано робочі 
гіпотези щодо доцільності застосування комбінованого електрохімікоабразивного 
прошивання як базової технології їх обробки. 
2. Обґрунтовано вибір об’єкта дослідження, параметрів електричного поля, 
складу й концентрації абразивно-електролітного середовища, гідродинамічних 
режимів потоку як основних керованих факторів, що визначають якість поверхні 
та витратні характеристики каналів. 
3. Визначено склад і структуру експериментальної бази досліджень: 
обґрунтовано вибір лабораторного устаткування, технологічного оснащення, 
вимірювальних засобів та показників, що підлягають контролю. 
4. Сформовано програму досліджень, яка передбачає поетапне варіювання 
технологічних параметрів комбінованої обробки з метою встановлення їх впливу 
на якість поверхні й гідравлічні характеристики щілинних каналів. 
 
63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ 
КОМБІНОВАНОЇ ОБРОБКИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
64 
 
 
 
 
3.1 Вимоги до параметричних досліджень деталей із щілинними 
каналами 
 
Метою досліджень є визначення фактичного стану деталей із щілинними 
каналами після комбінованої електрохімікоабразивної обробки. Випробування 
проводяться перед прийомом їх в експлуатацію або перед збиранням в складі 
агрегату. 
Тиск початку вприскування, якість розпилення палива, витрату перевіряють 
на стенді з ручним (механічним) приводом, обладнаним пристосуванням для 
кріплення деталі, манометром за ДСТ 2405-88 і приладом відліку часу. 
Пропускну здатність перевіряють на стенді прокачуванням технологічної 
рідини через досліджувану деталь, при подачі кількості, встановленої в технічних 
умовах і робочих кресленнях на деталі конкретних типів. 
Випробування проводилися на технологічних рідинах, в'язкість рідини 
вибрали по технічних умовах деталі конкретних типів і робочим кресленням, 
затвердженим у встановленому порядку. 
Температура навколишнього середовища при випробуванні деталей повинна 
бути обрана по технічних умовах деталі конкретних типів. У випадку проведення 
досліджень у температурних умовах, відмінних від зазначених, результати 
досліджень слід порівняти з результатами вимірювання контрольної деталі, 
одержаних у тих же температурних умовах. 
Тиск початку вприскування перевіряють візуально по манометру стенда при 
нагнітанні досліджувальної рідини в момент вприскування. 
Відхилення струменів дослідної рідини від заданих напрямків визначають по 
напрямку струменів технологічної рідини з розпилюючих отворів деталі при 
тиску та в'язкості рідини, що забезпечує на вимірюваній ділянці суцільність і 
прямолінійність струменів при візуальному спостереженні. 
Пропускну здатність оцінюють за значенням об'ємної або масової витрати, 
зафіксованої датчиком витрати. 
При подачі води фіксую показники манометра, встановленого перед 
досліджуваною деталлю. 
65 
 
 
 
 
3.2 Засоби технологічного оснащення для досліджень 
 
 
Контроль витратних характеристик виконують після остаточного 
комбінованого доведення на паспортизованому стенді, загальний вид якого 
представлено на рис. 3.2, а схема - на рис. 3.1. Сутність роботи установки, 
представленої на рис. 3.1, полягає в наступному: встановлюється дослідна деталь 
3, відкривається кран 16, подається робоча рідина, відбувається її нагрівання в 
підігрівнику 15. Температура контролюється за допомогою термометрів опору 9  і 
11. Перетворювачі тиску 10 і 12 підтримують заданий тиск. При цьому йде 
вимірювання витрати за допомогою витратоміра 1. Якщо буде потреба змінити 
тиск на вході й виході з дослідної деталі відкривають крани 14 і в роботу 
включається перетворювач різниці тиску 13 [80]. 
Послідовність при проведенні досліджень: 
1. Підготовка до досліджень. 
При підготовці до досліджень необхідно: 
- визначити по документації необхідну витрату рідини для даної деталі; 
- перевірити справність стенда за допомогою візуального огляду; 
- перевірити герметичність стенда, для чого встановлюють по черзі заглушки 
6, 7, 8 (рис. 3.1) у систему стенда. Спочатку заглушку 6, потім відкривають 
запірний кран 16 і створюють насосом тиск близько 30 МПа. Потім, включивши 
секундомір, спостерігають за падінням тиску, який не повинен перевищувати 0,5 
МПа у хвилину. Потім те ж повторюють із заглушкою 7, потім 8. Застосування 
трьох заглушок дозволяє знайти не тільки негерметичність у системі, але й 
конкретне місце порушення герметичності. 
2. Обробка результатів. 
Визначають похибки вимірюваних величин. 
Вони залежать від характеристик використаного манометра (класу точності, 
шкали вимірювання), а також від способу вимірювання витрати. При об'ємному 
способі вона не перевищує 1-2%. 
66 
 
 
 
 
 
Рисунок 3.1 – Схема стенда для досліджень деталей з дрібнорозмірними 
проточними каналами: 1 – витратомір; 2 – перехідник входу; 3 – дослідна деталь; 
4 – перехідник виходу; 5 – дросель стендовий dy 10; 6, 7, 8 – заглушки для 
перевірки герметичності; 9 – термометр опору 2 шт.; 10 – перетворювач тиску 2 
шт.; 11 – термометр опору 2 шт.; 12 – перетворювач тиску 2 шт.; 
13 – перетворювач різниці тиску; 14, – кран стендовий dy 4; 15 – підігрівник 
стендовий, 16 – кран стендовий dy 10; 17 – витратомір 
 
Рисунок 3.2 – Робоча зона стенда для вимірювання витрати робочої рідини 
через проточні канали 
3. Оформлення підсумкових документів. 
67 
 
 
 
 
За результатами складається акт проведених досліджень. 
Проводиться оцінка відповідності отриманих результатів вимогам 
нормативних документів. У випадку невідповідності отриманих результатів 
необхідним, відомості передаються у встановленому порядку відділу технічного 
контролю для прийняття ними заходів щодо усунення виявлених недоліків. 
 
3.3 Експериментальна перевірка розрахункових режимів обробки 
 
Для експериментального дослідження режимів електрохімікоабразивної 
обробки канали імітаторів типових деталей були піддані комбінованому 
доведенню з наступним вимірюванням зміни витрати від часу обробки. Імітатори 
випробовувалися із застосуванням спеціально розробленого оснащення (рис.3.3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 3.3 – Великий вигляд щілинного каналу імітатора 
Збільшений  вигляд щілинного  каналу імітатора  наведено на  рис.3.3, а   вид 
каналів після ЕХО показано на рис.3.4. Аналіз результатів експерименту, 
показаних на рис.3.5, дозволив визначити оптимальні інтервали часу 
електрохімікоабразивної обробки з врахуванням забезпечення витрати, заданої 
технічною документацією. 
На рис. 3.6 представлені результати вимірювань витрати типових деталей із 
щілинними каналами до та після ЕХО отворів і після електрохімікоабразивної 
обробки в порівнянні із заданим інтервалом значень. Очевидно, що використання 
електрохімікоабразивної обробки забезпечує значно більший відсоток влучення 
каналів  у  задану  область  витратної  характеристики  навіть  після    однократної 
68 
 
 
 
 
комбінованої обробки отворів. 
 
 
 
Рисунок 3.4 – Щілинні канали після ЕХО 
 
 
Значний вплив на ефективність обробки виявляє швидкість знімання 
матеріалу Vср  для визначення якої ми використовували вираз (3.22). 
При проведенні експериментів було помічено,  що коефіцієнт,  що   враховує 
швидкість лінійного розчинення, перевершує раніше встановлений інтервал. Це 
може бути пояснено тим, що попереднє формоутворення отвору викликає наклеп 
його поверхні. Було встановлено, що поверхню, що має наклеп, розчиняється в 
1,2-1,5 рази швидше, чим поверхня що не має наклепу. 
 
Рисунок 3.5 – Залежність зміни витрати від часу обробки каналів 
 
 
Введення у вираз (3.22) коефіцієнта kн, що враховує наявність в 
69 
 
 
 
 
оброблюваної поверхні наклепанного шару, дозволило одержати уточнену 
формулу для визначення швидкості лінійного розчинення: 
Zk k
V  ан н  (3.1) 
cp , 
t пр kпр 
 
Для нашого випадку, після механічного формування каналу kн=1,1 а після 
електроерозійної обробки kн =1,2. 
 
Рисунок 3.6 – Результати вимірювання витрати для типових деталей з 
дрібнорозмірними щілинними каналами: 1 – до ЕХО; 2 – після ЕХО; 3 – після 
комбінованої обробки 
 
Розрахунковим шляхом з наступним експериментальним підтвердженням 
встановлені режими комбінованої обробки: напруга U=8-10 В, анодна густина 
2
струму 500-1000 А/м , концентрація абразиву 1,8-2%, тиск робочої рідини 
1±0,2МПа, час обробки 18 с, витрата 0,79 кг/с. 
В якості струмопровідних хімічно активних компонентів робочих середовищ 
традиційно використовуються кислоти й луги, що входять до складу розчинів і 
електролітів (Н2SO4; NаNO; Nа2SO4; CrO3), слад яких коректується залежно від 
марки оброблюваного матеріалу. Ці речовини впливають на  обладнання,  тому 
при сполученні декількох видів обробки з використанням технологічно точного і 
складного обладнання, необхідно використовувати менш агресивні рідини, а саме 
слабо провідну технічну воду. Наведені вище суміші доцільно використовувати 
при попередньому профілюванні електрохімічним методом. 
Проведені роботи в частині ЕХО з додаванням абразиву при обробці деталей 
70 
 
 
 
 
з дрібнорозмірними щілинними каналами дозволили одержати: 
- виключення розкиду значень витратних характеристик деталей з 
дрібнорозмірними проточними каналами за рахунок сполучення процесів 
виготовлення і випробування; 
- скоротити трудомісткість при наступних випробуваннях і настройці 
витрати за рахунок гідропневмосистеми РРД; 
- підвищення точності (до ±0,06 мм) і стабільності геометричних розмірів 
каналів за рахунок додавання абразиву в процесі ЕХО; 
- збільшення ресурсу проточних каналів за рахунок зниження 
гідродинамічних втрат і кавітації. 
 
Висновок до третього розділу 
 
На основі проведених досліджень підтверджено працездатність 
запропонованої технологічної схеми комбінованої електрохімікоабразивної 
обробки та адекватність основних положень розробленої фізико-математичної 
моделі. 
Встановлено закономірності впливу основних технологічних параметрів 
(напруги, густини струму, тиску та витрати робочого середовища, 
гранулометричного складу абразиву, тривалості обробки) на шорсткість, 
мікропрофіль та глибину обробленого шару внутрішньої поверхні щілинних 
каналів. 
Показано, що застосування комбінованої обробки дозволяє зменшити 
шорсткість внутрішньої поверхні та забезпечити більш стабільні геометричні 
розміри каналу порівняно з використанням лише електрохімічного чи лише 
абразивного впливу. 
Експериментально встановлено характер змін витратних характеристик 
щілинних каналів залежно від режимів обробки та підтверджено наявність 
оптимальних поєднань параметрів, за яких забезпечується мінімальне відхилення 
витрати від заданих значень. 
Отримані результати дозволили виділити діапазони технологічних 
параметрів, що забезпечують прийнятний компроміс між якістю внутрішньої 
поверхні, точністю геометричних параметрів та витратними характеристиками 
71 
 
 
 
каналів. 
72 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 4. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ 
КОМБІНОВАНОЇ ОБРОБКИ ЩІЛИННИХ 
КАНАЛІВ І ШЛЯХИ ЇЇ РЕАЛІЗАЦІЇ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
73 
 
 
 
 
4.1 Основні завдання проектування технології комбінованої обробки 
 
Розробка схеми технологічного забезпечення заданих видаткових 
характеристик деталей з дрібнорозмірними щілинними каналами відбувалася 
поетапно: 
- вибір методу або комбінації послідовно застосованих способів доведення 
каналу стосовно конструктивних особливостей деталей з дрібнорозмірними 
проточними каналами; 
- вибір ефективних режимів обробки, що забезпечують стабільність 
експлуатаційних показників поверхневого шару деталей у щілинних каналах 
малого перерізу. 
Розв'язок завдання в першу чергу був пов'язаний із забезпеченням необхідної 
витрати, а також відпрацюванням механізованого способу видалення заусенців і 
похибок мікрогеометрії поверхні дрібнорозмірних щілинних каналів з 
використанням комбінованої електрохімічної обробки з додаванням абразиву, що 
дозволило спроектувати новий процес замість ручних операцій. 
Оптимізація робочих параметрів досягалася тим, що після попереднього 
формування щілинного каналу в деталях здійснювали їх струменеву 
електрохімічну обробку з додаванням абразиву, яка полягала в подачі 
струмопровідної рідини з абразивом через оброблювані канали, після чого 
включали струм і витримували на встановленому режимі і постійному тиску 
рідини до одержання необхідного перерізу каналу, що забезпечує задану витрату 
робочого середовища [66]. З цією метою був розроблений дослідний 
технологічний процес, який дозволив одержати стабільні витратні  
характеристики деталей типу кілець завіси і щілинних форсунок на дослідних і 
доводочних стендах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
74 
 
 
 
 
4.2 Основні етапи проектування технологічного процесу комбінованої 
обробки дрібнорозмірних проточних каналів 
 
Побудова технологічного процесу комбінованої обробки дрібнорозмірних 
проточних пазів включає: 
1. Підготовчий етап: 
- відпрацювання технологічності конструкції, де оцінюється принципова 
можливість комбінованої обробки щілинних каналів деталі; 
- розрахунки технологічних режимів і їх аналіз із врахуванням вимог до 
витрати і якості поверхневого шару проточних каналів; 
- вибір технологічного обладнання і засобів технологічного оснащення; 
- контроль рівня підготовки виконавців; 
- контроль стану техніки безпеки та охорони навколишнього середовища 
2. Етап обробки: 
- попереднє вимірювання витрати і розрахунок часу обробки; 
- комбінована обробка деталі; 
- промивання системи; 
- контроль витрати; 
- при необхідності коректування технологічних режимів і повторна обробка 
деталі; 
- при необхідності введення й узгодження змін у процес комбінованої 
обробки; 
- висновок про введення у виробництво процесу комбінованої обробки. 
3. Заключний етап: 
- контроль параметрів деталі в складі агрегату; 
- обґрунтування умов зберігання готових деталей (метод зберігання, 
консервація, розробка (при необхідності) технологій виконання допоміжних 
операцій); 
- розробка  нормативних  документів  (технологічних  процесів,   інструкцій) 
[59]. 
75 
 
 
 
 
4.3 Вибір параметрів абразиву 
 
 
Абразив в сучасному уявленні – це сипучий матеріал, отриманий шляхом 
дроблення й розсіювання природних кристалічних мінералів або штучних 
(синтетичних) речовин. 
Головним параметром абразивного матеріалу вважається його твердість, яка 
оцінюється по мікротвердості, по 10-бальній шкалі Мооса та ряду альтернативних 
шкал твердості (табл. 4.1). Так твердість менше 5 буде низькою, від 5 до 7 – 
середньою, а понад 7, відповідно, високою. 
Таблиця 4.1 - Різні шкали твердості матеріалів 
 
Шкала твердості 
Матеріал 
Мооса Риджуея Вудделла Кнупа 
Пісок - 7 - 475 
Ортоклаз 6 6 - 560 
Кварц 7 8 7 820 
Оксид цирконію 8 11 - 1160 
Топаз 8 9 - 1250 
Гранат 7-7,5 10 - 1360 
Корунд 9 - 9 1635 
Плавлений глинозем 9 12 10-11 2000 
Карбід титану - - - 2300 
Карбід кремнію 9 13 13,4-14 2450 
Карбід бору 9 14 20 2750 
Нітрид кремнію - - - 3000 
Алмаз 10 15 40-42 8000-9000 
 
Немаловажну роль відіграє форма абразивних часток. Форма абразивних 
часток, застосованих в абразивній обробці, досить складна, тому необхідно 
вирішувати проблему моделювання й обґрунтування їх форми при розв'язку 
завдань про рух і взаємодію часток у потоці. В основному, частки розглядаються 
як утворення, що мають регулярну геометричну форму (сферу, еліпсоїди, диски, 
циліндри). 
Стабільність технологічних показників гідроабразивної обробки визначає 
процентний вміст функцій і зернистість абразивного матеріалу. Відповідно ГОСТ 
3647-80 матеріали для гідроабразивної обробки діляться на 4 групи, у кожної з 
76 
 
 
 
 
яких свій номер зернистості. Цей номер відрізняється основними фракціями – 
дрібною, комплексною, великою основною, граничною. 
Номера зернистості абразивних матеріалів за ДСТ 3647-80 задаються 
довжиною сторони лунки сита в сотих частках міліметра. Великі розміри зерен 
відповідають тому розміру отворів сита, крізь які вони проходять, а менші  
розміри - тому, на якому зерна затримуються. 
Абразивні матеріали по величині зерен розділяються на 4 групи з 
наступними номерами зернистості: 
1) шліфзерно – 200; 160; 125; 100; 80; 63; 50; 40; 32; 25; 20; 16; 
2) шліфпорошки – 12; 10; 8; 6; 5; 4; 3; 
3) мікропорошки – М63; М50; М40; М28; М20; М14; 
4) тонкі мікропорошки – М10; М7; М5; М3; M1. 
Розмір зерен вибирають залежно від геометричних параметрів 
оброблюваного каналу й від режимів обробки. 
Твердість матеріалу для гідроабразивної обробки, його міцність і будова 
об'єднана в загальну характеристику працездатності – абразивну працездатність, 
яку визначають показником сумарного знімання матеріалу аж до абсолютної 
втрати його працездатності. Дана величина в першу чергу залежить від фізико- 
механічних характеристик (табл.5.2) і зношування оброблюваного матеріалу [14]. 
Таблиця 4.2 - Фізико-механічні властивості абразивних матеріалів 
Ріжуча Насипна 
Марка Густина, Мікротвер Механічна Абразивна 
3 здатність, густина, 
матеріалу г/см  дість, ГПа міцність, Н здатність, г 3
г/хв г/см  
Карбід кремнію 
3,15-3,25 32,4-35,3 11,0-14,7 0,09 0,057 1,49 
зелений 
Карбід кремнію 
3,15-3,25 32,4-35,3 11,0-14,7 0,08 0,060 1,43 
чорний 
Електрокорунд 
3,85-3,95 18,9-19,6 8,6-19,9 0,06 0,036 1,78 
нормальний 
Електрокорунд 
3,90-3,95 19,6-20,9 8,3-10,8 0,05 0,035 1,83 
білий 
Електрокорунд 
3,95-4,0 19,6-22,6 9,3-10,4 0,05 0,035 1,85 
хромтитанистий 
Електрокорунд 
4,05-4,15 22,6-23,5 589 0,05 0,035 2,12 
цирконієвий 
77 
 
 
 
 
У якості критерію оцінки придатності розглянутого способу обробки була 
обрана кінцева шорсткість оброблюваного каналу. 
Для встановлення технологічної залежності впливу зернистості абразиву δ 
(мкм) на шорсткість поверхні Ra (мкм) були проведені пошукові однофакторні 
експерименти. Час досліду – 20 секунд, концентрація абразиву 2%. 
При проведенні однофакторних експериментів використовувалися зразки, 
виготовлені з різних матеріалів: 12Х18Н10Т, 07Х16Н6. Вибір марок матеріалу 
зразків обумовлений найбільш широким їх застосуванням у виробах ракетно- 
космічної техніки, а також у базових галузях промисловості. Вихідна поверхня 
каналів зразків була отримана шляхом електроерозійного прошивання. 
У даній роботі застосовується абразив на основі електрокорунду білого. 
Електрокорунд – дуже твердий, вогнетривкий і хімічно стійкий надтвердий 
3
матеріал на основі оксиду алюмінію (Al2O3), густина – 3,85-3,95 г/см , 
мікротвердість – 18,9-19,6 ГПа. Частки при явно вираженій  кристалічній 
структурі мають форму досить близьку до сферичної. Тому в першому 
наближенні будемо вважати форму абразивних зерен сферичною. Результати 
експерименту наведено на рис.4.1. Користуючись отриманим графіком, можна 
вибрати зернистість абразиву залежно від необхідної шорсткості щілинного 
каналу. 
 
 
Рисунок 4.1 – Залежність шорсткості обробленої поверхні від розміру абразивних 
часток 
78 
 
 
 
 
4.4 Розробка рекомендацій зі створення дослідного обладнання та 
проектування серійних верстатів 
 
У цей час існує безліч пристроїв і стендів для досліду деталей з 
дрібнорозмірними проточними каналами. 
Створення серійного обладнання для реалізації комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки, яка буде проводитися паралельно з контролем 
високонапорних видаткових характеристик, можливо по двох напрямках. Перший 
має на увазі створення принципово нового обладнання, що не зовсім економічно 
вигідно в багатономенклатурному виробництві, яким є ракетобудування. Другий 
припускає модернізацію існуючого обладнання за схемою наведеної на рис. 4.1. 
Модернізоване обладнання може мати блокову конструкцію для швидкої 
реновації і використання для інших завдань і в інших стендах. 
Сутність роботи такої технологічної системи полягає в наступному: 
- перед початком електрохімічної обробки з додаванням абразивного 
наповнювача виконують вимірювання витрати рідини через проточні канали; 
- для проведення комбінованої обробки заповнюють магістраль 
струмопровідною рідиною з додаванням абразиву і включають установку для 
комбінованої обробки. Після закінчення розрахункового часу установку 
виключають і проводять промивання системи; 
- після проведення обробки необхідний контроль вимірювання витрати. При 
відхиленні значень отриманої витрати від заданих значень проводять повторну 
комбіновану обробку на скоректованих режимах. 
Вимірювання витрати протікаючого через отвір електроліту при 
електрохімічній обробці дозволяє контролювати масову витрату рідини, і при 
досягненні потрібного показника припиняти прокачування електроліту. Це 
забезпечить одержання одночасно всих каналів з рівномірним, заздалегідь 
встановленою витратою всіх перерізів. Комбінація в одному процесі двох видів 
чинників: механіко-абразивного та електро-хімічного з  одночасним 
вимірюванням   витрати   абразивонасиченого   електроліту   дозволяє   одночасно 
79 
 
 
 
 
зберігати необхідну геометричну форму перерізу каналу і задану витрату. За 
рахунок зміни концентрації абразиву та напруги струму можна  керувати 
процесом формування мікрогеометрії поверхні із заданими характеристиками. 
 
4.5 Розширення області використання розробленої технології в 
машинобудуванні 
 
У нафтогазовій галузі та енергетиці існує велика кількість обладнання і 
агрегатів, що мають соплові та охолоджувані елементи із щілинними каналами, де 
розроблений метод може бути застосований. 
Іншою перспективною областю застосування розробленої технології є 
обробка каналів, отриманих на 3D принтерах. Доведення електрохімічними 
методами щілинних каналів змінного перерізу в заготовках, одержаних  з 
порошків методами швидкого прототипувания, не дає необхідного ефекту 
внаслідок вибіркового характеру анодного розчинення матеріалу в місцях 
підвищеної концентрації рихлостей, мікротріщин і пор. У цей час проводять 
дослідження з використання робочих середовищ з абразивною складовою для 
ЕХО дрібнорозмірних каналів, отриманих по AF-технологіях, що дозволяє 
вирівнювати параметри формоутворення в процесі доведення внутрішньої 
поверхні [38]. 
Використання показаних вище розв'язків дозволяє підвищити стабільність і 
розширити можливості технологічних процесів виготовлення деталей із 
щілинними каналами, підвищити їх якість і значно знизити виробничі витрати 
[18]. 
80 
 
 
 
 
Висновки до четвертого розділу 
 
На основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень 
розроблено раціональну технологію комбінованого електрохімікоабразивного 
прошивання тонких щілинних каналів для деталей високонапорних систем 
охолодження. 
Сформовано структуру технологічного процесу, визначено його основні 
операції, переходи та контрольні операції, що забезпечують досягнення заданих 
показників якості й витратних характеристик проточних каналів. 
Обґрунтовано вибір параметрів абразивно-електролітного середовища, 
конструктивних елементів оснащення та схем підводу робочої рідини, які 
забезпечують інтенсивне видалення продуктів розчинення і стабільність процесу 
обробки. 
Розроблено рекомендації щодо конструювання дослідного та перспективного 
серійного обладнання для реалізації технології комбінованої обробки, з 
урахуванням вимог до жорсткості системи, надійності підводу електроліту та 
можливості автоматизації процесу. 
Показано, що впровадження розробленої технології в умовах 
машинобудівних підприємств дозволяє підвищити якість деталей з щілинними 
каналами, зменшити розкид витратних характеристик та потенційно знизити 
трудомісткість і собівартість виготовлення відповідних вузлів.
81 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 5. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В 
НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
82 
 
 
 
 
5.1 Охорона праці при роботі на електрохімічному обладнанні 
 
Дільниця з електрохімічним обладнанням являє собою приміщення  
загальним розміром 12мх6мх6м в якому розміщаються: електрохімічний верстат, 
електроерозійний вирізний комплекс СЕЛД-04; генератор імпульсів ГКІ-300- 
200А; стійка ЧПУ; вертикально-свердлильний верстат 2Р118; контрольно- 
вимірювальна машина КВМ; свердлильно-фрезерний верстат СМ600Ф4; станція 
робочої рідини; комп'ютерний термінал; шафи для інструментів, заготовок та 
готових виробів; електрошафа; стіл письмовий, верстатний та контролера; 
компресор. 
Стіни, стеля та підлога приміщення - залізобетоні перекриття, які 
покриваються шаром силікагелю та фарбують у світлий колір масляною фарбою у 
2-3 шари. Віконні рами - подвійні. Двері закриваються герметично. Між ділянкою 
з обладнанням та іншими приміщеннями будівлі може знаходитися буферне 
(технологічне) приміщення. Усі ці заходи передбачено для підтримання на  
ділянці необхідного рівня чистоти. 
 
5.2. Загальні вимоги безпеки до робочих місць 
 
Загальні вимоги безпеки до робочих місць - по ГОСТ 12.2.061. Зони з 
наявністю небезпечного виробничого чинника повинні бути захищені відповідно 
до вимог ГОСТ 23407 і ГОСТ 12.2.062. Знаки безпеки - по ГОСТ 12.4.026. Засоби 
індивідуального захисту працівників повинні відповідати ГОСТ 12.4.011-89. 
Застосування засобів захисту працівників повинно забезпечувати: 
- видалення шкідливих і небезпечних виробничих факторів, притаманних 
прийнятій технології та умовам роботи, із робочої зони; 
- зниження вмісту (рівня) шкідливих і небезпечних виробничих факторів у 
робочій зоні до допустимих рівнів чинними санітарними нормами, як у штатному 
режимі, так і у випадках виникнення аварій; 
- послаблення впливу шкідливих факторів виробничого середовища (шуму, 
теплового випромінювання, вібрації тощо) на організм працівників. 
Працівники повинні забезпечуватися спеціальним одягом, спеціальним 
взуттям та іншими засобами індивідуального захисту відповідно до ДНАОП 0.00- 
83 
 
 
 
3.01-98. 
Засоби індивідуального захисту (спецодяг, спецвзуття, рукавиці, рукавички 
гумові, захисні окуляри, респіратори, протигази тощо) повинні відповідати 
характеру та умовам роботи, забезпечувати безпеку праці і закріплюватися за 
кожним працівником. Підбір засобів індивідуального захисту проводять 
індивідуально для кожного працівника. 
До респіраторів і протигазів видають інструкції з користування та паспорти 
на протиаерозольні і газові фільтри, в яких відмічається тривалість їх роботи й 
найменування пестициду тощо. Під час видачі засобів індивідуального захисту 
роботодавець повинен організувати навчання працівників правилам користування 
ними та найпростішим методам перевірки їх справності. 
Спецодяг необхідно зберігати окремо від особистого одягу працівників. 
Після закінчення роботи засоби індивідуального захисту підлягають 
очищенню, знезараженню, знешкодженню чи сушінню (залежно від виду робіт). 
Прання, хімічне чищення, знезараження, знешкодження та ремонт спецодягу 
необхідно проводити централізовано. Не дозволяється його брати додому для 
прання й ремонту. Працівникам, зайнятим на роботах по очищенню деталей або 
виробів від іржі, фарби, бруду, видаються засоби індивідуального захисту згідно з 
ГОСТ 12.4.011-89, ГОСТ 12.4.013-85Е, ГОСТ 12.068-79. 
 
5.3 Вимоги безпеки приміщень при електрохімічній та електроерозійній обробці 
 
Основними вимогами безпеки, що пред'являються до конструкції машин і 
механізмів, є: безпека для здоров'я і життя людини, надійність, зручність 
експлуатації.  Загальні  вимоги  безпеки  до  виробничого  обладнання встановлені 
ГОСТ 12.2.003-91. Їх виконання робить машини і механізми безпечними не тільки 
при експлуатації, але і при монтажі, ремонті, транспортуванні і зберіганні. Згідно з 
цим стандартом безпеку виробничого обладнання повинна забезпечуватися: 
- Вибором принципів дії, конструктивних схем, безпечних елементів 
конструкції і т. п.; 
- Застосуванням в конструкції засобів механізації, автоматизації та 
дистанційного керування; 
84 
 
 
 
- Застосуванням в конструкції засобів захисту; 
- Виконанням ергономічних вимог; 
- Включенням вимог безпеки в технічну документацію з монтажу, 
експлуатації, ремонту, транспортування та зберігання; 
- Застосуванням в конструкції відповідних матеріалів. 
Виконання зазначених вимог у повному обсязі можливе лише в тому випадку, 
коли їх облік здійснюється на етапі проектування. Тому у нас в країні прийнято 
відповідний порядок постановки продукції на виробництво, відповідно до якого у 
всіх видах проектної документації повинні бути передбачені вимоги безпеки. 
Вони містяться в спеціальному розділі технічного завдання, технічних умов і 
стандартів на випускається устаткування (ГОСТ 15.001-88). 
Положення даного документу вимагає при монтажі обладнання забезпечити 
площу під станки середньої і великої габаритності. 
Всі вимоги БНіП на ділянці виконані. Висота приміщення над рівнем підлоги 
5,5 м, вільна площа на одну людину не зайнята обладнанням 10 м. Дільниця 
розміщена на першому поверсі будинку. Стіни, стеля та внутрішні конструкції 
окремих приміщень, а також загорожа, мають звукопоглинаюче облицювання, які 
пофарбовані в світлі тони із застосуванням титанових білил. 
Підлога дільниці задовольняє вимоги розділу БНіП "Норми проектування 
підлог", не загоряється та має малу теплопровідність. 
Внутрішнє обладнання дільниці виключає можливість появи пилюки, 
поглинання парів забезпечено систематичним прибиранням поверхонь вологим 
методом. 
Кольорове оформлення приміщення та обладнання виконано з урахуванням 
коефіцієнта відбивання (не більш 0,4). У відповідності з "Вказівки по 
проектуванню колірної обробки інтер'єрів виробничих будівель промислових 
підприємств"- СН 181-70 Держбуду України. 
Приміщення повинні своєчасно очищатися від горючого сміття, відходів 
виробництва і постійно утримуватися в чистоті. Термін очищення встановлюється 
відповідно до технологічних регламентів і вимог ПТЕ. 
Забороняється виконувати перепланування приміщень без попереднього 
розроблення проекту, без погодження з місцевими органами державного 
85 
 
 
 
пожежного нагляду. Забороняється зменшувати кількість евакуаційних виходів і 
знижувати вогнестійкість будівельних конструкцій, порушуючи вимоги 
будівельних норм і правил (далі - ДБН). 
На входах у приміщення виробничого, складського призначення і виробничих 
лабораторій повинні бути вивішені таблички з позначенням категорії 
вибухопожежної   і   пожежної   небезпеки   відповідно   до   НАПБ Б.03.002.-2007 
«Норми визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установ за 
вибухопожежною та пожежною небезпекою» та класу зони за ДНАОП 0.00-1.32- 
01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання». 
У виробничих і допоміжних приміщеннях забороняється: 
- захаращувати шляхи евакуації і сходові клітки обладнанням, матеріалами та 
іншими предметами; 
- прибирати приміщення з застосуванням ЛЗР і ГР; 
- залишати без постійного нагляду електронагрівальні прилади, а після 
закінчення роботи залишати ввімкненими в електромережу апарати й установки, 
якщо цього не потребує технологія виробництва, а також користування 
електроплитами; 
- оббивати стіни приміщень горючими оздоблювальними матеріалами або 
тканинами, не просоченими вогнезахисними речовинами; 
- відігрівати заморожені водяні труби паяльними лампами та іншими 
засобами з застосуванням відкритого вогню; 
- використовувати горища, технічні поверхи, венткамери, електрощитові як 
виробничі приміщення, а також для зберігання матеріалів і обладнання; 
- виконувати в приміщеннях і на обладнанні роботи, які не передбачені 
технологією виробництва. 
 
5.4 Освітлення дільниці 
 
Так як робота ведеться в основному з комп'ютером, високий  контраст 
об'єкту, діаметр найменшого об'єкту розпізнання 0,3-0,5мм. Тоді у відповідності з 
ДБН В.2.5-28-2006 "Природне і штучне освітлення" відносять до третього розряду 
зорової роботи, високої точності, підрозряду "в". Норма освітленості для такого 
приміщення 300 Лк на робочому місті, найбільш оптимальна освітленість для 
86 
 
 
 
роботи з документами - 400 Лк, для роботи з монітором - 200Лк. Оскільки 
природне світло може потрапляти на дільницю лише за допомогою вікон, площа 
яких становить 5...15 % від загальної площі дільниці, то його доля в освітлені 
приміщення не перевищує 20...35 % загального світлового потоку. Збільшувати 
площу вікон не технологічно, так як це - основне джерело пилу і вологи, які 
потрапляють на дільницю. 
Саме за цими причинами основну долю освітлення дільниці становлять 
штучні джерела освітлення - люмінесцентні лампи денного світла. 
Для дільниці по електрохімічній та електроерозійній обробці матеріалів 
застосовуються світильники ЛД-2х80 (потужність лампи ЛБ-80 Вт; габаритні 
розміри світильника - 1540x270x210 мм), які розташовуються на висоті 4 м у два 
ряди по 6 світильників і у кожному ряді. 
 
5.5 Шумо- та віброзахист дільниці 
 
При роботі електроерозійного обладнання, особливо механічних насосів та 
електричних установок, спостерігається розповсюдження в оточуюче середовище 
різноманітних  періодичних  шумів.   Діапазон   частот   даних  шумів  перекриває 
діапазон чутливості вуха людини (4...44 кГц) і частину області ближнього 
ультразвуку (до 88 кГц). Працівники швидко втомлюються, подразнюються, 
падають професійні навички, що може привести до втрати уваги і навіть до 
нещасного випадку. 
Враховуючи питому потужність шуму (згідно ГОСТ 12.1.003-83 норма 
складає 80 дБА) і локалізацію його основних джерел, можна вибрати як засіб 
боротьби з ним - захист його джерел (механічного насосу, пневмосистеми 
кожухами із шумопоглинаючих матеріалів (поруваті композиційні матеріали 
тощо), а для електричної апаратури - створення захисних шумопоглинаючих 
бар'єрів (буферів, захисних корпусів). 
На якість отриманого виробу впливає багато факторів, основний з яких 
позиціювання заготовки в робочій ванні. Точність позиціювання залежить 
головним чином від нерухомості обладнання - його вібростійкості. Але ряд 
факторів таких, як: рух транспорту на вулиці; робота високо інерційного 
обладнання в будівлі, де знаходиться електроерозійного обладнання, викликають 
87 
 
 
 
вібраційні збудження, які негативно впливають на точність роботи. Для 
віброзахисту використовують підкладки із різних амортизаційних матеріалів. 
Матеріалами таких підкладок найчастіше виступають гума, каучук, полістирол, 
деякі марки дерева. Враховуючи невелику вагу електроерозійної установки, 
будемо застосовувати підкладки 20х 15x8 мм із гуми РТ-16 згідно СНиП ІІ-12-77 
"Захист від шуму" у кількості 4 штук - по одній підкладці під кожну стійку 
обладнання. 
 
5.6 Засоби пожежозахисту на ділянці 
 
При проектуванні дільниці з електроерозійним обладнанням, особливої уваги 
слід приділяти пожежній безпеці на цій ділянці. З цією метою визначають 
категорію пожежонебезпеки на ділянці згідно НАПБ Б.03.002-2007 «Норми 
визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установ за 
вибухопожежною та пожежною небезпекою» та класу зони за ДНАОП   0.00-1.32-
01 «Правила будови електроустановок. Електрообладнання». Наше приміщення 
відноситься до категорії "В" - виробництво, де в оберті знаходяться негорючі 
речовини та матеріали в холодному стані. Ступінь вогнестійкості приміщення - 1: 
усі конструктивні елементи будівлі - негорючі. 
З метою попередження пожеж на ділянці виконується ряд заходів: не 
допускається складування на території дільниці технологічних відходів, готових 
виробів та додаткових матеріалів; усі горючі протиральні матеріали (бензин, 
спирт, уайт-спіріт) зберігаються окремо - в щільно закритій металевій шафі. Всі 
речовини знаходяться в необхідній кількості на одну робочу зміну і зберігаються в 
скляній товстостінної посуді. Коли протираються деталі вмикається витяжна 
вентиляція. Дільниця повинна бути оснащена первісними засобами 
пожежогасіння. Вони повинні знаходитися в справному стані; на доступних 
місцях повинні знаходитися схеми евакуації робітників з даної дільниці на 
випадок пожежної небезпеки. 
Враховуючи те, що електроерозійне обладнання знаходиться під напругою  
до 380 В, а в шафі знаходяться легкозаймисті речовини, на ділянці необхідно 
застосовувати два вуглекислотних вогнегасника ВВК-5 та пожежну сигналізацію 
на основі 4 автоматичних теплових пожежних сигналізаторів ИП-105-2/1. 
88 
 
 
 
Усі елементи аварійного відключення систем живлення дільниці виносяться і 
окрему силову шафу, яка розташовується окремо від іншого електричного 
обладнання і містить силові ключі (по два на кожний вимикач) та запобіжники. 
 
5.7 Мікроклімат 
 
Мікрокліматичні параметри впливають на функціональну діяльність здоров'я 
людини та на надійність роботи електроерозійного обладнання. 
Згідно ГОСТ 12.1.005-88 “Мікроклімат. Загальні вимоги” та ДСН    3.3.6.042- 
99 встановлюють оптимальні і допустимі мікрокліматичні умови та санітарні 
норми мікроклімату виробничих приміщень. Особливо сильно впливають на 
мікроклімат джерела тепла, що знаходяться в приміщенні. 
На організм людини та роботу електроерозійного обладнання впливає 
відносна вологість повітря. При відносній вологості повітря більше 75...80 % 
падає опір ізоляції, змінюються робочі характеристики елементів електричного 
обладнання, збільшується інтенсивність збоїв елементів електрики. Швидкість 
руху повітря також впливає на функціональну діяльність людини.  Велике 
значення на самопочуття та здоров'я робітників, та на роботу обладнання має 
запилюваність повітряного середовища. 
Наявність на дільниці відкритих резервуарів з технічною водою може 
привести до підвищення відносної вологості повітря. Щоб цього уникнути на 
дільниці використовується витяжна вентиляція для виведення забрудненого 
вологого чи нагрітого повітря. 
Допустимі мікрокліматичні параметри можуть викликати швидко 
нормалізуючи зміни функціонального та теплового стану організму та 
навантаження реакції терморегуляції, що не перевищують фізіологічні 
можливості, які не впливають на стан здоров'я, але викликають дискомфорт, 
погіршення самопочуття та зниження працездатності. 
Згідно ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ 12.1.005-88 фізична робота на ділянці з 
електроерозійним обладнанням відноситься до категорії IIб - робота середньої 
важкості. Норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря на 
ділянці з електроерозійним обладнанням для даної категорії роботи наведено в 
табл. 5.1. 
89 
 
 
 
Таблиця 5.1 - Порівняльні дані мікроклімату 
 
Оптимальні Допустимі Фактичні 
Характеристики 
норми норми дані 
Теплий період року 
Температура повітря, С 22...24 21...25 21...22 
Швидкість руху повітря, м/с 0,1 < 0,2 0,1 
Відносна вологість повітря, % 40...60 < 70 60 
Холодний період року 
Температура повітря, С 23...25 22...26 18 
Швидкість руху повітря, м/с 0,1...0,2 < 0,2 0,1 
Відносна вологість повітря, % 40...60 < 70 60 
90 
 
 
 
 
5.8 Електрична безпека 
 
Електрохімічне обладнання містить багато електричних приладів та схем. Це, 
насамперед, системи заповнення ванни - механічні насоси, які приводяться в дію 
асинхронним трьохфазним двигуном, система контролю і керування (термінали, 
комп'ютер). Усе це обладнання знаходиться під струмом небезпечним для життя 
людини. 
Заходи електричної безпеки на ділянці полягають в наступному: 
- застосування одного із методів захисту електричного обладнання від 
пробою заземлення чи автоматичного відключення; 
- ізоляція відкритих електричних частин обладнання; 
- огородження енергонесучих частин обладнання та застосування знаків 
попереджуючих про небезпечну напругу; 
- обов'язкове проходження усіма працівниками, які працюють на ділянці 
техніки безпеки по роботі з електрообладнанням до 1000 В; 
- винесення та огородження силових ключів в окремій шафі; 
- наявність гумових килимок, при роботі в безпосередній близькості від 
електронесучих частин; 
- не допускається вологе прибирання приміщення при включеному 
електрообладнанні; 
- не допускається робота зіпсованого обладнання, а також при короткому 
замкненні обмотки. 
 
5.9 Модульно-штирьова система заземлення 
 
 
Рисунок 5.1 Модульно-штирьова система заземлення 
91 
 
 
 
 
Цю систему утворюють вертикальні сталеві стрижні і з’єднувальні муфти. 
Дивіться рис. 5.1 і рис. 5.3. Стрижні, кожен довжиною 1,5 м, покриті шаром міді. 
Муфти, виконані з латуні, призначені для з’єднання стрижнів між собою. 
 
Рисунок 5.2 Стрижень заземлення 58-11″UNC 
 довжина стрижня: 1500 мм. 
 діаметр стрижня: 14,2 мм 
 різьблення: 5/8”-11UNC з двох сторін, обміднені. 
 довжина різьблення: 30 мм. 
 вага, 1,85 кг 
 латунь Л-63 (допускається виготовлення з бронзи). 
 довжина 70мм. 
 діаметр 22 мм 
 різьба внутрішня: 5/8”-11UNC. 
 довжина різьби 60 мм. 
 вага 0,114 кг. 
 
Рисунок 5.3 Муфта з’єднувальна МС-58-11 
92 
 
 
 
В комплект пристрою входять латунний затиск, необхідний для з’єднання 
вертикальної  і горизонтальної складових контуру заземлення. Вертикальною 
складовою я буду називати сталевий стрижень, горизонтальною – сталеву смугу 
або мідний дріт від розподільного щитка до контору заземлення. Дивіться рис.5.4. 
До складу обладнання входять два типи сталевих наконечників,які накручуються на 
стрижень, що вертикально забивається в землю. Кожен наконечник застосовується 
для свого типу ґрунту: грунт підвищеної твердості або звичайний грунт. 
 
Рисунок 5.4 Затискачі універсальні МС-58-11 
 довжина наконечника – 42 мм. 
 діаметр сталевого наконечника 20 мм. 
 різьба: внутрішня 5/8”-11UNC. 
 довжина різьби: 20 мм. 
 
Рисунок 5.5 Наконечник 58-11″UNC 
93 
 
 
 
До основного обладнання системи додається посадочний майданчик рис. 5.6.і 
спеціальна насадка рис. 5.7. Вони потрібні для програми і передачі зусиль 
вібраційного  молота. 
 
Рисунок 5.6. Посадочний майданчик 5/8”-11UNC 
 
Рисунок 5.7 Насадка ударна НУ: 
довжина 53 мм; діаметр 23,6 мм; різьба зовнішня 5/8”-11UNC.; довжина різьби 
35 мм; вага 0,110 кг; довжина 265 мм; діаметр основної частини 18 мм; діаметр 
робочої частини 11,7 мм; довжина робочої частини 14,5 мм. 
До основного обладнання додаються антикорозійна електропровідна рідка 
паста для захисту від корозії рис. 5.8 та захисна стрічка рис. 5.9 для затискного 
з’єднання вертикальної і горизонтальної складових системи. 
Електропровідне графітове мастило служить для отримання постійного 
електричного ланцюга заземлюючого вертикального електроду. Це всесезонний 
мастильний електропровідний склад. Мастило наносять на різьбові з’єднання всіх 
конструктивів монтажу. У нього гарне зчеплення з поверхнею і його параметри не 
змінюються з часом при нагріванні стику з’єднання струмом 1,2 кА до температури 
94 
 
 
 
+ 40С. Воно захищає від корозії, і підтримує сталість електричного опору в умовах 
експлуатації. При застосуванні мастила вдається зменшити на 9-11% опір стику. 
При нагріванні мастило не тече, а опір стиків на 55-60% зменшується за рахунок 
гарного заповнення нерівностей стику. 
 
Рисунок 5.8. Мастило антикорозійне струмопровідне 
 
Рисунок 5.9. Стрічка антикорозійна 
Для використання рекомендую стрічку антикорозійну PREMTAPE, 30 мм, 10 
м, стрічку антикорозійну полімерно-асмольну «Ліам» або бутилову антикорозійну 
клейку стрічку, вологонепроникну. 
Стрічка використовується для захисту підземних і надземних труб, стрижнів, 
клапанів, арматури, металевих фітингів від корозії. Вона володіє хорошою 
пластичністю навіть під впливом температур. Володіє стійкістю до кислот, лугів, 
солей і мікроорганізмів, не пропускає воду, водяний пар і гази. 
 
Рисунок 4.10 Вібромолот 
 
95 
 
 
 
Для зручності встановлення цієї системи треба мати в користуванні 
вібромолоти рис. 6.10., а для контролю опору розтіканню основних 
заземлювачів – прилад вимірювання опору. Рекомендуюється 
використовувати вібромолоти типу BOSCH GSH 11 E Professional ф. Bosch 
або MH 1202 E Makita ф. Makita. В якості приладу для вимірювання опору 
заземлення раджу взяти прилад типу Ф4103-М1 
5.10 Монтаж системи заземлення 
Установка приладу для вимірювання опору 
Прилад для вимірювання опору ми встановимо поруч з місцем, де зібралися 
виконувати монтаж контуру заземлення. Місцем для цього ми визначаємо яму 200 х 
200 х 200 мм, вириту на відстані 1,5 м від виходу з стіни будинку горизонтальної 
складової контуру заземлення. Це може бути сталева смуга або мідний дріт. 
Вимірювальні електроди, необхідні для виконання вимірів, розміщуємо на відстані 
25 і 10 м по різні сторони від приладу і вганяємо їх у землю. Потім електроди 
підключаємо до приладу Ф4103-М1. 
Схему установки вимірювальних електродів дивіться на рис. 5.11. 
  
Рисунок 5.11. Схема підключення вимірювальних електродів 
Монтаж першого вертикального модульного штиря 
Приступаємо до монтажу самого заземлення. Накручуємо на один кінець 
стрижня наконечник. Вся різьба на сталевому обладнанні, що гарантує нам фірма, 
96 
 
 
 
нанесена після покриття стрижня і наконечників міддю. Перш, ніж виконати 
з’єднання, опрацюємо наконечник антикорозійною струмопровідною пастою. На 
другий кінець стрижня накручуємо сполучну муфту, яку також потім заливаємо 
антикорозійною струмопровідною пастою. Зверху накручуємо посадкову головку 
для докладання зусиль вібромолота. Змонтований стрижень, наконечником донизу, 
як можна далі зусиллям рук встромляємо в підготовлену яму, в грунт. Далі 
використовуємо вібромолот. Він у нас працює від мережі 220В. Приставляємо 
ударний пристрій вібромолота до майданчика стрижня, включаємо молот і 
притримуючи це поєднання, буквально за 20 секунд, встромляємо стрижень на всю 
довжину в землю, залишивши 20 см над дном ями, щоб з’єднати з іншим стрижнем. 
Вимірювання проміжного опору розтікання 
Знімаємо посадочний майданчик із штиря і проводимо вимірювання опору 
розтікання. Ми з’єднуємо прилад Ф4103-М1 з встановленим стрижнем. Опір на 
глибині 1,5 м становить, припустимо, 485 Ом. 
Для досягнення заданого опору розтікання модульна штирьова система 
пропонує поглиблювати вертикальні штирі, нарощуючи секції заземлення, один на 
одного. Виконуємо всі рекомендації по інструкції. 
Монтаж наступних вертикальних модульних штирів 
Обробляємо сполучну муфту пастою і вкручуємо у неї другий мідний 
стрижень. На стрижень накручуємо другу сполучну муфту, обробивши 
антикорозійною пастою, і знову кріпимо посадкову голівку. До пристрою 
прикладаємо вібромолоти і повторюємо попередній процес. Контролюємо опір 
розтіканню. 
Процес нарощування стрижнів ми будемо виконувати до тих пір, поки опір 
розтіканню не досягне значення менше 4 Ом. При виконанні цього процесу ми не 
будемо забувати обробляти з’єднання кожної секції заземлення захисною 
антикорозійною пастою. Нарешті, після установки сьомого стрижня, ми отримали 
опір розтіканню, припустимо, 3,35 Ом на глибині 10,5м. 
Монтаж горизонтального заземлювача в модульній штирьовій системі 
Тепер приступаємо до монтажу з’єднання вертикального і горизонтального 
заземлювача заземлювального провідника. Для підключення сталевої смуги або 
97 
 
 
 
кабелю до стрижня використовують латунний затискач. Одна складова частина 
затиску адаптована для підключення штиря, інша половина є посадковим місцем 
сталевої смуги або кабелю. На той, що виступає з землі, кінець стрижня кріпимо 
латунний затискач болтовими з’єднаннями. До цього ж затискача підводимо 
горизонтальну складову заземлення: сталеву смугу або мідний кабель і також 
кріпимо за допомогою болтових з’єднань. Кабель (смугу) та штир поділяє 
спеціальна розділова пластинка, яка необхідна для запобігання вогнища біметалевої 
корозії при контакті різнорідних металів. Після підключення смуги або кабелю 
болтові з’єднання обробляємо спеціальною стрічкою типу PREMTAPE. Вона 
забезпечує додатковий захист від корозії контакту вертикальної і горизонтальної 
складових заземлення. 
Контур заземлення, виконаний з допомогою модульної штирьової системи, 
може мати конфігурацію одно крапкового або багато точкового контурів 
заземлення, який дозволить досягти необхідного опору заземлювачів. 
Переваги модульної штирьової системи заземлення 
Нарисувавши графік рис. 5.12, що відображає залежність опору розтіканню 
від глибини заземлюючого стрижня, підіб’ємо підсумок виконаної роботи. 
Встановлена система заземлення менш ніж за годину дозволила досягти опору 
розтіканню менш ніж 4 Ома. 
 
 
Рисунок 5.12. Динаміка зміни опору заземлення від глибини стрижня 
 
Для виконання заземлення модульним штирьовим способом потрібен, по-
перше, вібромолот, щоб позбавити монтажника від зусиль; по-друге, 
98 
 
 
 
вимірювальний прилад, і по-третє, другий монтажник-помічник, щоб підтримувати 
стрижень під час роботи вібромолота. 
Встановлюємо, в чому ж переваги системи модульного штирьового контуру 
заземлення порівняно з загальновизнаним і всюди використовуваним класичним 
контуром заземлення. 
 модульна штирьова система зайняла площу менше одного квадратного метра, 
тобто обмеженість території монтажу їй не перешкода; 
 відсутні виснажливі земляні роботи, все робить один вібромолот; 
 не потрібно зварювання, всі з’єднання модульної штирьової системи 
проводяться сполучними муфтами; 
 високий термін служби більше 30 років, завдяки антикорозійним покриттям і 
змащенням, тобто висока стійкість до грунтової та електролітичної корозії; 
 використання глибинної модульної штирьової системи дозволяє не залежати 
від особливостей грунту; 
 проста конструкції по влаштуванню і доступна кожному по частині монтажу, 
може впоратися навіть одна людина. 
Звичайно, постане питання про вартість такої системи. Вартість обладнання 
для пристрою контуру заземлення з допомогою модульної штирьової системи 
складе приблизно 500USD. Вартість робіт по монтажу системи складе 120USD. 
Класична система заземлення за матеріалами буде коштувати 100USD і 120USD 
оцінюються монтажні роботи. Але хочу сказати, що, хоча класична система 
дешевше, всі сім перерахованих вище переваг виправдовують витрати на 
встановлення модульної штирьової системи заземлення. 
Після виконання пристрою контуру заземлення необхідно оформити 
документи: протокол вимірювань; акт прихованих робіт; паспорт заземлення 
зі схемою. Все це повинно зберігатися у власника. 
 
Висновки до п’ятого розділу 
 
В шостому розділі наведені будова та монтаж модульної системи захисного 
заземлення. 
 
99 
 
 
 
 
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 
 
У кваліфікаційній роботі магістра розв’язано науково-прикладну задачу 
підвищення експлуатаційних характеристик деталей високонапорних систем 
охолодження з тонкими щілинними каналами шляхом розроблення та оптимізації 
технології комбінованого електрохімікоабразивного прошивання. На основі 
теоретичних узагальнень, моделювання та експериментальних досліджень 
отримано такі основні результати. 
1. Обґрунтовано актуальність застосування комбінованих методів обробки 
при формуванні тонких щілинних каналів у деталях високонапорних систем. 
Показано, що саме геометрична точність каналу, якість мікропрофілю 
внутрішньої поверхні та стабільність витратних характеристик визначають 
рівномірність розподілу потоку робочого середовища, ефективність охолодження 
та надійність роботи вузлів. 
2. Проведено аналіз конструктивних особливостей деталей із щілинними 
каналами та узагальнено існуючі технологічні методи їх формування (традиційні, 
нетрадиційні, комбіновані, методи отримання каналів на стадії виготовлення 
заготовки). Встановлено, що традиційні механічні процеси та окремі енергетичні 
методи в повному обсязі не забезпечують необхідного поєднання точності 
геометрії, якості поверхні й витратних характеристик для тонких проточних 
каналів. 
3. Обґрунтовано доцільність використання комбінованого 
електрохімікоабразивного прошивання для формування тонких щілинних каналів. 
Сформульовано робочі гіпотези щодо сумісної дії електрохімічного розчинення 
матеріалу анода та гідроабразивного впливу потоку, визначено основні керовані 
параметри процесу (параметри електричного поля, склад і концентрація 
абразивно-електролітного середовища, гідродинамічні параметри, тривалість 
обробки). 
4. Відтворено фізико-математичну модель процесу комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки щілинних каналів, яка враховує взаємозв’язок 
між режимами електрохімічного розчинення, гідродинамікою потоку абразивно-
електролітного середовища, швидкістю зміни геометричних параметрів каналу та 
100 
 
 
 
формуванням мікропрофілю поверхні. Показано, що запропонована модель може 
бути використана для попереднього інженерного розрахунку режимів обробки з 
урахуванням вимог до геометрії та витрати робочого середовища. 
5. Сформовано програму та методику експериментальних досліджень, 
визначено склад технологічного й вимірювального обладнання, систему 
показників якості обробки (шорсткість, мікропрофіль, розміри та форма 
поперечного перерізу) і витратних характеристик щілинних каналів. Це 
забезпечило можливість комплексної перевірки адекватності моделі та 
оцінювання ефективності комбінованої обробки. 
6. На основі досліджень встановлено закономірності впливу основних 
технологічних параметрів (напруги, густини струму, тиску та витрати робочого 
середовища, гранулометричного складу абразиву, тривалості обробки) на 
шорсткість, мікропрофіль та гідравлічні характеристики щілинних каналів. 
Показано, що комбінована електрохімікоабразивна обробка забезпечує зниження 
шорсткості внутрішньої поверхні, покращення стабільності поперечного перерізу 
й зменшення розкиду витратних параметрів у порівнянні з монотипними 
процесами. 
7. Виділено діапазони раціональних режимів комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки, за яких досягається прийнятний компроміс між 
якістю внутрішньої поверхні, точністю геометричних розмірів щілинних каналів 
та відхиленням витрати від заданих значень. Сформульовано практичні 
рекомендації щодо вибору параметрів електричного поля та гідродинамічних 
характеристик абразивно-електролітного потоку для забезпечення стабільних 
експлуатаційних показників деталей. 
8. Розроблено структурну схему технологічного процесу комбінованого 
електрохімікоабразивного прошивання тонких щілинних каналів, запропоновано 
принципові підходи до конструювання технологічного оснащення й дослідного 
обладнання та окреслено вимоги до перспективних серійних верстатів для 
реалізації даної технології в умовах машинобудівних підприємств. 
9. Отримані в роботі результати мають практичну цінність для 
проектування та вдосконалення технологічних процесів виготовлення деталей 
високонапорних систем з тонкими щілинними каналами. Сформульовані підходи 
101 
 
 
 
й рекомендації можуть бути використані при створенні нових технологічних ліній 
та модернізації існуючого обладнання, а також слугувати основою для подальших 
досліджень, спрямованих на розширення області застосування комбінованої 
електрохімікоабразивної обробки. 
 
102 
 
 
 
 
Література 
 
1. Добрянський С. С., Малафєєв Ю. М. Технологічні основи 
машинобудування: підручник. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 379 с. 
2. Горбатюк Є. О., Мазур М. П., Зенкін А. С., Каразей В. Д. Технологія 
машинобудування: навч. посіб. – Львів: Новий Світ-2000, 2009. – 358 с. 
3. Яковенко І. Є. Технологічні основи машинобудування. – Харків: НТУ 
«ХПІ», 2016. – 160 с. 
4. Дерібо О. В. Основи технології машинобудування. Ч. 1: навч. посібник. – 
Вінниця: ВНТУ, 2013. – 125 с. 
5. Дерібо О. В. Основи технології машинобудування. Ч. 2: навч. посібник. – 
Вінниця: ВНТУ, 2015. – 116 с. 
6. Дерібо О. В., Дусанюк Ж. П., Пурдик В. П. Технологія машинобудування. 
Курсове проєктування: навч. посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2013. – 123 с. 
7. Біланенко В. Г., Приходько В. П., Мельник О. О. Проектування 
технологічних процесів. Ч. 1. Оброблення деталей-тіл обертання: навч. посібник. 
– Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2019. – 232 с. 
8. Григурко І. О. Технологія машинобудування: підручник. – Львів: Новий 
Світ-2000, 2025. – 301 с. 
9. Дикань В. Л. Технологія машинобудівних підприємств: підручник. – 
Київ: Либідь, 2000. – 368 с. 
10. Методи проектування технологічних процесів та обладнання: навч. 
посібник. – Харків: ХДУХТ, 2020. – 212 с. 
11. Rajurkar K. P., Sundaram M. M., Malshe A. P. Review of electrochemical and 
electrodischarge machining. CIRP Annals. – 2013. – Vol. 62, No. 2. – P. 775–800. 
12. McGeough J. A. Principles of Electrochemical Machining. – London: 
Chapman & Hall, 1974. – 292 p. 
13. McGeough J. A. Advanced Methods of Machining. – London: Chapman & 
Hall, 1988. – 308 p. 
14. Bhattacharyya B. Electrochemical Machining and Electrochemical 
Micromachining. – Boca Raton: CRC Press, 2015. – 398 p. 
15. Davim J. P. (Ed.). Nontraditional Machining Processes: Research Advances. – 
103 
 
 
 
London: Springer, 2013. – 215 p. 
16. Davim J. P. (Ed.). Modern Machining Technology: Advanced, Hybrid, Micro 
Machining and Super Finishing Technology. – Amsterdam: Elsevier, 2020. – 780 p. 
17. Kozak J., Rajurkar K. P. Hybrid machining processes. In: Davim J.P. (Ed.) 
Nontraditional Machining Processes. – Springer, 2013. – P. 93–122. 
18. Jain V. K. Advanced Machining Processes. – New Delhi: Allied Publishers, 
2002. – 388 p. 
19. Daryabeigi E., Davoodi B., Akbari J. Electrochemical machining of micro 
multi-hole cooling systems: a review. International Journal of Advanced Manufacturing 
Technology. – 2021. – Vol. 114. – P. 1–22. 
20. Klocke F., Zeis M., Klink A., Schmitt R. State of the art in electrochemical 
machining. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. – 2015. – Vol. 9. 
– P. 1–13. 
21. Masuzawa T. State of the art of micromachining. CIRP Annals. – 2000. – Vol. 
49, No. 2. – P. 473–488. 
22. Kim B. H., Na C. W., Kim B. H., Chu C. N. Micro electrochemical machining 
of 3D structures with electrolyte jet. Journal of Micromechanics and Microengineering. 
– 2005. – Vol. 15. – P. 124–129. 
23. Kozak J., Gulbinowicz D. Shaped microholes formation by electrochemical 
micromachining. Precision Engineering. – 2014. – Vol. 38. – P. 520–528. 
24. Fang X., Wang Y., Zhu D. Electrochemical machining of internal features for 
aeroengine components. Chinese Journal of Aeronautics. – 2019. – Vol. 32. – P. 89–
105. 
25. Klink A., Schubert A., Schneider S. Electrochemical machining of modern 
metallic aerospace materials. Procedia CIRP. – 2012. – Vol. 1. – P. 448–453. 
26. Hussein H. M., Abd El-Hafez M. M., El-Axir M. H. Combined 
electrochemical–abrasive machining of internal micro–grooves. International Journal of 
Machine Tools and Manufacture. – 2017. – Vol. 122. – P. 38–49. 
27. Tani Y., Niimi T., Haruguchi T. Development of electrochemical grinding 
process for precise machining of micro slits. Precision Engineering. – 2016. – Vol. 43. 
– P. 129–137. 
28. Zhao W., Zhu D., Qu N. Hybrid electrochemical–mechanical machining 
104 
 
 
 
processes: a review. International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2018. – 
Vol. 133. – P. 58–91. 
29. Kozak J. Micromachining using electrochemical and electrodischarge 
methods. – Warsaw: Warsaw University of Technology Press, 2011. – 192 p. 
30. Qu N. S., Zhu D., Wang H. Electrochemical mechanical machining of 
difficult-to-cut alloys. Journal of Materials Processing Technology. – 2010. – Vol. 210. 
– P. 2083–2090. 
31. Klocke F., Klink A., Veselovac D. Turbine blade manufacturing by 
electrochemical machining. Procedia CIRP. – 2013. – Vol. 6. – P. 368–372. 
32. Bhattacharyya B., Mitra S., Boro A. Electrochemical machining of micro 
features: a review. Journal of Materials Processing Technology. – 2012. – Vol. 212. – P. 
602–613. 
33. Hackert-Oschätzchen M., Lehnert N., Meichsner G., Schubert A. Micro 
structuring of stainless steel by electrochemical machining using ultrashort voltage 
pulses. Precision Engineering. – 2012. – Vol. 36. – P. 612–619. 
34. Datta M., Landolt D. Fundamental aspects and applications of electrochemical 
microfabrication. Electrochimica Acta. – 2000. – Vol. 45. – P. 2535–2558. 
35. Luo H., Qu N. S., Zhu D., Zeng Y. Electrochemical jet machining of 
microgrooves by using controlled pulse parameters. International Journal of Machine 
Tools and Manufacture. – 2014. – Vol. 79. – P. 26–36. 
36. Соловей О. В., Міщенко Д. М. Електрохімічна обробка у 
машинобудуванні: навч. посібник. – Харків: НТУ «ХПІ», 2018. – 180 с. 
37. Костюк І. В. Нетрадиційні методи обробки матеріалів: конспект лекцій. – 
Львів: ЛНУ імені Івана Франка, 2017. – 96 с. 
38. Твердий Г. В. Електрофізичні та електрохімічні методи обробки: навч. 
посібник. – Черкаси: ЧДТУ, 2022. – 140 с. 
39. Радченко С. В. Гідродинаміка технічних систем: підручник. – Київ: НАУ-
друк, 2016. – 320 с. 
40. Лазаренко Л. К., Лазаренко Н. І. Основи електроерозійної та 
електрохімічної обробки: навч. посібник. – Київ: НАУ, 2015. – 210 с. 
41. White F. M. Fluid Mechanics. 8th ed. – New York: McGraw-Hill, 2016. – 864 
p. 
105 
 
 
 
42. Munson B. R., Okiishi T. H., Huebsch W. W., Rothmayer A. P. Fundamentals 
of Fluid Mechanics. 8th ed. – Hoboken: Wiley, 2017. – 912 p. 
43. Idelchik I. E. Handbook of Hydraulic Resistance. 4th ed. – Boca Raton: CRC 
Press, 2007. – 790 p. 
44. Shah R. K., London A. L. Laminar Flow Forced Convection in Ducts. – New 
York: Academic Press, 1978. – 477 p. 
45. Incropera F. P., DeWitt D. P., Bergman T. L., Lavine A. S. Fundamentals of 
Heat and Mass Transfer. 8th ed. – Hoboken: Wiley, 2017. – 1050 p. 
46. ISO 286-1:2010 Geometrical product specifications (GPS) — ISO code system 
for tolerances on linear sizes. – Geneva: ISO, 2010. 
47. ISO 286-2:2010 Geometrical product specifications (GPS) — ISO system of 
limits and fits — Part 2: Tables of standard tolerance grades and limit deviations. – 
Geneva: ISO, 2010. 
48. ISO 1302:2002 Geometrical Product Specifications (GPS) — Indication of 
surface texture in technical product documentation. – Geneva: ISO, 2002. 
49. ДСТУ ISO 2768-1:2001 Основні допуски. Частина 1. Допуски на лінійні 
та кутові розміри без спеціального призначення допусків. – Київ: 
Держспоживстандарт України, 2003. 
50. ДСТУ EN ISO 1302:2018 Технічні вимоги до геометричної точності 
виробів. Позначення шорсткості поверхні. – Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2019. 
51. Shigley J. E., Mischke C. R., Budynas R. G. Shigley’s Mechanical 
Engineering Design. 10th ed. – New York: McGraw-Hill, 2015. – 1104 p. 
52. Budinas R. G. Advanced Strength and Applied Stress Analysis. – New York: 
McGraw-Hill, 1999. – 496 p. 
53. ASM Handbook. Vol. 2: Properties and Selection – Nonferrous Alloys and 
Special-Purpose Materials. – Materials Park, OH: ASM International, 1990. 
54. Callister W. D., Rethwisch D. G. Materials Science and Engineering: An 
Introduction. 9th ed. – Hoboken: Wiley, 2014. – 992 p. 
55. Bhadeshia H. K. D. H., Honeycombe R. Steels: Microstructure and Properties. 
4th ed. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2017. – 460 p. 
56. Hutchings I., Shipway P. Tribology: Friction and Wear of Engineering 
Materials. 2nd ed. – Oxford: Butterworth-Heinemann, 2017. – 412 p. 
106 
 
 
 
57. Engineering Coatings – Design and Application / Eds. S. Grainger, J. Blunt. – 
2nd ed. – Cambridge: Woodhead Publishing, 1999. – 512 p. 
58. ASM Handbook. Vol. 5: Surface Engineering. – Materials Park, OH: ASM 
International, 1994. – 820 p. 
59. Davis J. R. (Ed.). Surface Engineering for Corrosion and Wear Resistance. – 
Materials Park, OH: ASM International, 2001. – 288 p. 
60. Budinski K. G. Surface Engineering for Wear Resistance. – Englewood Cliffs: 
Prentice-Hall, 1988. – 322 p. 
61. Шудренко І. В. Основи охорони праці: навч. посібник. – Житомир: 
Поліський нац. ун-т, 2016. – 384 с. 
62. Гасило Ю. А., Крюковська О. А., Левчук К. О., Романюк Р. Я. Охорона 
праці в галузі та цивільний захист: навч. посібник. – Кам’янське: ДДТУ, 2017. – 
369 с. 
63. Ткачук К. М., Зеркалов Д. В. Основи охорони праці: підручник. – Київ: 
НАУ, 2010. – 312 с. 
64. Грибан В. Г. Охорона праці: підручник. – Київ: Каравела, 2011. – 400 с. 
65. Державні санітарні норми і правила «Гігієнічні вимоги до лазерів і 
лазерних установок» ДСанПіН 3.3.2-007-98. – Київ: МОЗ України, 1998. – 40 с. 
66. Directive 2006/42/EC of the European Parliament and of the Council of 17 
May 2006 on machinery. – Official Journal of the European Union. – 2006. – L157. – 
P. 24–86. 
67. Directive 2006/25/EC on the minimum health and safety requirements 
regarding the exposure of workers to risks arising from physical agents (artificial 
optical radiation). – Official Journal of the European Union. – 2006. – L114. – P. 38–
59. 
68. IEC 60529:2013 Degrees of protection provided by enclosures (IP Code). – 
Geneva: IEC, 2013. 
69. IEC 60204-1:2016 Safety of machinery – Electrical equipment of machines – 
Part 1: General requirements. – Geneva: IEC, 2016. 
70. ISO 12100:2010 Safety of machinery – General principles for design – Risk 
assessment and risk reduction. – Geneva: ISO, 2010. 
71. Qu N. S., Zhu D., Zeng Y., Wang H. Investigation on surface finish in 
107 
 
 
 
electrochemical grinding of nickel-based superalloy. Journal of Materials Processing 
Technology. – 2002. – Vol. 129. – P. 266–271. 
72. Saha P., Choudhury S. K., Sarkar S. Designing pulse parameters in 
electrochemical micromachining. International Journal of Machine Tools and 
Manufacture. – 2009. – Vol. 49. – P. 134–142. 
73. Lekkala R., Modukuru R. Electrochemical machining of micro features in 
stainless steels: parametric study and optimization. Precision Engineering. – 2018. – 
Vol. 53. – P. 194–205. 
74. Liu Y., Zhu D., Qu N., Zeng Y. Experimental study on abrasive-assisted 
electrochemical machining of micro channels. International Journal of Advanced 
Manufacturing Technology. – 2016. – Vol. 87. – P. 1307–1317. 
75. Guo C., Qu N. S., Zhu D., Zeng Y. Investigation on flow characteristics in 
micro slit channels produced by electrochemical machining. Procedia CIRP. – 2014. – 
Vol. 13. – P. 278–283. 
76. Сидоренко В. М., Ковальчук І. С. Математичне моделювання 
технологічних процесів: навч. посібник. – Львів: Видавництво Львівської 
політехніки, 2019. – 220 с. 
77. Піддубний В. Ф., Харченко С. В. Оптимізація технологічних процесів у 
машинобудуванні: навч. посібник. – Харків: НТУ «ХПІ», 2014. – 200 с. 
78. Костриця І. В., Литвиненко О. М. Кінетика та термодинаміка фазових 
перетворень у сталях: навч. посібник. – Черкаси: ЧДТУ, 2017. – 180 с. 
79. Литвиненко О. М., Костриця І. В. Моделювання та оптимізація процесів 
формоутворення у машинобудуванні: монографія. – Черкаси: ЧДТУ, 2020. – 220 
с. 
80. Yadav V., Jain V. K., Dixit P. M. Electrochemical micromachining: 
technology and applications. International Journal of Precision Engineering and 
Manufacturing. – 2012. – Vol. 13, No. 10. – P. 1707–1721. 
81. Методичні рекомендації до підготовки кваліфікаційної роботи для 
здобувачів освітнього ступеня «магістр» зі спеціальності 131 Прикладна механіка 
усіх форм навчання [Електронний ресурс] / [упоряд.: Г.В. Канашевич, Є.Я. Губар, 
О.О. Коваленко, Є.В. Хижняк ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. 
технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2023. – 34 с. 
108