Из истории электроискровой обработки материалов

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ»

М.М. Федоров и Б.Р. Лазаренко

С их именами связана разработка и развитие новых методов электроискрового изготовления особо точных деталей.

Б.И. Ставицкий, к. т. н., с. н. с., лауреат Ленинской премии,
главный конструктор электроискрового оборудования электронной промышленности, г. Москва (Россия)

23 декабря 2008 года исполнилось 100 лет со дня рождения лауреата Ленинской премии Федорова М.М. — директора НИИ-160 в 1953-1961 г.г., а затем заместителя Министра электронной промышленности СССР. Он сделал очень много для развития первого Всесоюзного электровакуумного института НИИ-160 (ныне ФГУП «НПП «ИСТОК») и города Фрязино, история которых связана с историей радиолокации, а также созданием первых в мире электроискровых установок для формообразования деталей тончайшей проволокой и разработкой новых методов изготовления особо точных деталей, удостоенных Ленинской премии 1963 года.

М.М. Федоров родился в Санкт-Петербурге в семье рабочих Выборгского завода. В 1934 году он окончил Ленинградский политехнический институт по специальности «Радиофизика». А после его окончания начал работать над проблемами фотоэффекта в Центральной радиолаборатории в Ленинграде. Он вел темы по цезиевым фотоэлектронным иконоскопам и таллиевым сопротивлениям. В 1936 г. при передаче разработок таллиевых сопротивлений для внедрения в производство М.М. Федоров вместе с группой, которой он руководил, был переведен на завод во Фрязино на должность начальника цеха. Вначале Великой Отечественной войны он был назначен директором части завода, эвакуированного в Уфу…

В 1948 г. М.М. Федоров был назначен начальником 5-го Главного Управления Министерства промышленности средств связи (МПСС), во ведении которого находился Фрязинский НИИ- 160.

Мне довелось с ним познакомиться в 1950 году после окончания Московского авиационного технологического института в связи с направлением на курсы при МВТУ имени Н. Э. Баумана для ознакомления с электровакуумным производством и предстоящим после их окончания направлением в г. Саратов на завод п.я. 447 5-го ГУ МПСС (об этом подробнее см. №5/2008, С. 151-155).

Почти через три года работы на заводе и поступления в аспирантуру фрязинского НИИ-160 по специальности, связанной с электроискровыми технологиями, у меня состоялась вторая встреча с Мстиславом Михайловичем — уже директором НИИ-160. Он заинтересовался направленностью моей диссертационной работы и первыми результатами по исследованию возможности применения электроискрового способа в производстве электровакуумных СВЧ-приборов (клистронов, ЛОВ и магнетронов миллиметрового диапазона длин волн, специальных ПУЛ). Поверив в неисчерпаемость возможностей этого способа, он сделал все зависящее от него, чтобы обеспечить становление этого нового способа формообразования деталей и создал лабораторию электроискровой обработки материалов, выделив для ее размещения 500 кв. м в новом главном корпусе института, обеспечив оснащение ее необходимой для проведения научно-исследовательских работ аппаратурой. Он внес неоценимый личный вклад в разработку новых методов особо точной обработки материалов и создание электроискрового прецизионного оборудования. Был инициатором подробного ознакомления Председателя ВПК Д.Ф. Устинова с успехами НИИ-160 в области электроискровой прецизионной обработки материалов, а позже Первого Секретаря ЦК КПСС Н.С. Хрущева.

26 августа 2009 г. исполняется 30 лет со дня кончины лауреата Сталинской премии, д. т. н., профессора, академика и вице президента АН МССР Лазаренко Б.Р., а 11 ноября 1910 г. — 100 лет со дня его рождения. Он не только открыл принципиально новый способ обработки материалов искровыми электрическими разрядами вместе с супругой Н.И. Лазаренко, но с 1953 года активно содействовал началу исследований возможности применения электроискрового способа для изготовления деталей электровакуумных приборов в НИИ-160.

Благодаря усилиям М.М. Федорова и Б.Р. Лазаренко на середину 1950-х — 1965 гг. приходится этап становления и интенсивного развития в стране новейших электроискровых технологий, который, однако, сопровождался постоянным противодействием недоброжелательных сил.

В августе 1961 г. Лазаренко Б.Р. был избран академиком АН Молдавской ССР и утвержден в декабре 1961 г. директором Института энергетики и автоматики АН МССР, преобразованного в декабре 1964 г. в Институт прикладной физики. Это привело практически к прекращению работ в области электроискровых технологий в ЦНИЛ-Электром, переведенного из АН СССР во ведение Минстанкопрома, главный институт которого ЭНИМС активно противодействовал развитию электроискрового машиностроения. Это противодействие возникло в 1950–1951 г.г. с разработкой «новой» разновидности электроэрозионной обработки металлов, названной электроимпульсной. Для ее осуществления в течение 1956–1957 г.г. на ХЭМЗ был освоен серийный выпуск генераторов, а с 1958 года на Троицком станкозаводе начато централизованное изготовление электроимпульсных копировально- прошивочных станков.

Выход в свет 20 сентября 1965 г. под редакцией Б.Р. Лазаренко первого номера научно-производственного журнала АН МССР «Электронная обработка материалов», предназначенного для постоянной информации научно-технической общественности о развитии в стране электрических методов обработки материалов, стал большим событием. С его выходом возникла возможность беспрепятственной и, главное, оперативной публикации достижений в этой важной отрасли науки и техники уже около 45 лет (рис. 1).

Важно, что журнал начал переводиться на английский язык и выпускаться в США. Журнал и сейчас продолжает издаваться под названием «Surface Engineering and Applied Electrochemistry» ALLERTON Press.inc, при участии International Academic Publishing Company «Nauka/Interperiodica» и распространяется компанией Springer, а также доступен на сайте http://www.spingerlink. com.

Издание Трудов ЦНИЛ-Электром АН СССР в 1960–1962 г.г. , появление журнала «Электронная обработка материалов» в 1965 г., а также публикации в Вестнике АН СССР статей Б.Р. Лазаренко имели большое значение для постоянной и объективной информации о достижениях в области электроискровых технологий. Кроме того, после тематических выставок на ВДНХ СССР, осуществленных по рекомендации академика А.А. Благонравова, началось триумфальное шествие электроискровой обработки материалов, благодаря тому, что к решению важнейших вопросов в этой области подключились предприятия оборонных отраслей промышленности и, прежде всего, НИИ-160 электронной промышленности, противодействовать которым ЭНИМСу было труднее.

Однако это противодействие продолжалось. Соответствующие публикации об этом были в газете ЦК КПСС «Социалистическая Индустрия» в 1977 г. (см. №3/2007, С. 46-53).

В публикации газеты «Свои и чужие» утверждалось:

«…случилось так потому, что политика отдела электрофизических и электрохимических методов обработки ЭНИМСа, который возглавляет доктор технических наук А. Лившиц, привела к тому, что наша страна, имевшая в этой области долгое время приоритет, с каждым годом все более теряет завоеванные позиции.

Используя авторитет уважаемого института, в основу деятельности названного отдела положили тезис: «…то, что сделано другими — плохо». А раз так, то «зеленая улица» представлялась собственным разработкам, вне зависимости от их качества и новизны решения…

…Подтверждением сказанному может служить тот факт, что на протяжении почти двадцати лет многие весьма важные для промышленности разработки по тем или иным причинам отклонялись отделом, мягко говоря, без достаточных на то оснований. Так, например, ни одна из моделей прецизионных станков, разработанных в системе Министерства электронной промышленности (а их разработано к настоящему времени не один десяток) ни освоена и ни ставилась на производство в системе Минстанкопрома. О качестве станков можно судить хотя бы по тому, что они неоднократно отмечались золотыми медалями на многих зарубежных выставках и ярмарках…

…Как, и ради чего отдел ЭНИМСа встает на дороге мы можем увидеть, ознакомившись с «примечательной» судьбой станка «4531», разработанного ЦНИЛ-Электром. В 1964 году этот первый в мире электроэрозионный станок с числовым управлением (ЧПУ) с первого предъявления был принят государственной комиссией к серийному производству на Кироваканском станкостроительном заводе. Но, увы, этот станок в том комплекте, в каком его приняла госкомиссия и признала отвечающим уровню мировых образцов, так и остался в единственном экземпляре. Сотрудники ЭНИМСа немало преуспели в том, чтобы не допустить к серийному производству эту модель станка…»

Роль электронной промышленности в развитии электроискровой прецизионной обработки материалов в мире рассматривалась в №4/2007, С. 52- 56. Там же отмечались причины отставания СССР в электроискровых технологиях от японцев и швейцарцев и торможение их развития в 1990-х годах.

Здесь уместно вернуться в конец 1965 – начало 1970- х годов — в годы сотрудничества с итальянской фирмой Станитальяна. С конца октября 1969 г. по январь 1970 г. на заводе в Ronco Scrivia, расположенного недалеко от Генуи, было организовано обучение итальянских операторов обслуживанию четырех поставленных на фирму установок: А 207. 23; А207.33; А207.27 и А207.30 и демонстрация их в работе специалистам итальянских, французских и других фирм.

19 ноября 1969 г. — ознакомление специалистов Olivetti c установкой А207.27 со встроенным тиратронным генератором, обеспечивающим изготовление деталей, погруженных в ванну с водой из водопровода.

Фирма Станитальяна предложила дополнить поставленный ей комплект электроискровых установок новыми установками и организовать на них выполнение образцов деталей для клиентов — потенциальных их покупателей и командировать наших специалистов на фирму Сокоми, по крайней мере сроком на 2–3 месяца. Расходы по их пребыванию в Италии фирма была готова взять на себя. Фирма полагала, что предварительно надо, во-первых, обучить специалистов SOCOMI — завода Станитальяна, по освоению нового оборудования и, во-вторых, определить потенциальных покупателей, убедив их в преимуществах предлагаемого оборудования по сравнению с оборудованием, имеющемуся на международном рынке. Кроме того, для небольших фирм, которые еще не уверены в необходимости покупки этого оборудования, фирма Станитальяна предлагала организовать на заводе Сокоми изготовление необходимых им партий деталей.

Однако, это предложение не нашло поддержки у наших посредников — В/О «Техмашэкспорт» и В/О «Электронзагранпоставка» Минэлектропрома СССР, через которых мы могли общаться с зарубежными фирмами.

В начале 1970-х г.г., ситуация с развитием электроискровых технологий в НИИ-160 — НИИ «Исток» начала постепенно меняться, но, к сожалению, не в нужном направлении, в связи с выходом приказа Министра электронной промышленности СССР А.И. Шокина от 24 апреля 1970 г. Этот приказ предусматривал создание Специального конструкторско-технологического отделения электроискрового машиностроения и размещение его в корпусе, строящемся рядом с НИИ-160.

7 октября 1970 г. на партсобрании Отделения специального машиностроения директор НИИ-160 С.И. Ребров заявил, что главная задача сегодняшнего дня — создание СКТО в соответствии с приказом министра. Однако фактически все стало происходить иначе. Если бы дирекция института собиралась выполнять приказ министра, предусматривавший развитие электроискровых технологий, то логичнее было бы вначале преобразовать отдел 62 отделения машиностроения в СКТО электроискрового направления в виде самостоятельной структурной единицы института. Но у дирекции явно были другие планы. Поэтому, когда корпус, предназначенный под размещение СКТО электроискрового направления, был готов, в него были перемещены: машиностроительный цех, КБ электровакуумного оборудования, БТИ, планово-экономический отдел и другие службы отделения машиностроения (не имеющие прямого отношения к электроискровой обработке материалов). И только еще малочисленное КБ отдела 62 было переведено в новый корпус. Лишь к середине 1970-х г.г. в новый корпус были переведены лаборатории отдела (источников питания, систем программного управления и технологических процессов). Однако в новом корпусе для лабораторий, а также КБ электроискрового направления было выделено ничтожно мало места для нормального проведения научно-исследовательских работ. Продолжать нормально функционировать в таких условиях лаборатории уже не могли.

Кроме того, электроискровой опытно-производственный участок отдела, имевший более 50 электроискровых установок (рис. 2), был передан заводу «Рений».

А ведь он в течение более 12 лет являлся не только полигоном для отработки технологии электроискрового изготовления деталей электронных СВЧ- приборов и сложнопрофильного инструмента, но на нем также осуществлялось изготовление партий деталей электронных приборов по заказам отделов научной части института. Например, за 1962 г. было изготовлено 1143 шт., замедляющих системы ЛОВ, электродом-проволокой диаметром от 15 до 50 мкм (рис. 3).

На участке также изготавливались и специальные сувениры для рекламы новых электроискровых методов формообразования деталей, подтверждающие несомненные их преимущества по сравнению с известными способами (рис. 4). Об этом см. также в №4/2006, С. 5-10.

Электроискровой опытно-производственный участок был для отдела связующим звеном с разработчиками приборов отделов научной части института. А его наличие в отделе позволяло не только оперативно производить необходимое обслуживание и модернизацию оборудования участка, а также совершенствовать технологию изготовления деталей, осуществлять испытания создаваемого оборудования и проверку новых электроискровых процессов, создаваемых для формообразования деталей вновь разрабатываемых электронных СВЧ приборов.

С созданием в начале 1970-х г.г. СКТО электроискрового направления в НИИ-160, могла бы появиться реальная возможность дальнейшего эффективного развития перспективного направления особо точных методов изготовления деталей и сохранение его лидирующего положения в мире. Однако этого не произошло. Дело осложнилось тем, что М.М. Федоров, который в середине 1965 г. был назначен директором НИВИ, был практически лишен возможности оказывать существенную помощь развитию электроискрового направления, которое он активно поддерживал, будучи в течение более 5 лет директором НИИ-160, а затем заместителем министра электронной промышленности. Еще в конце 1950-х г.г. он решил созданную им лабораторию электроискровой обработки материалов выделить из состава экспериментального отдела ОКБМ НИИ-160 в самостоятельное подразделение, но внезапная длительная болезнь помешала ему это осуществить. Подготовленный об этом приказ после его выхода на работу оказался неподписанным из-за изменившейся ситуации и противодействия этому со стороны неведомых нам противников.

Обеспокоенные фактическим неисполнением приказа министра дирекцией НИИ-160, мы вместе с начальником лаборатории источников питания отдела 62 В.Л. Кравченко, обратились в ГНТУ МЭП СССР к его начальнику В.М. Пролейко с просьбой доложить министру о практическом невыполнении приказа по созданию СКТО электроискрового направления в составе НИИ-160. Но он попросил подготовить на имя министра соответствующее письмо с изложением возникшей проблемы и, ознакомившись с ним, посоветовал передать его в канцелярию министра, обещав нам поддержку. Неискушенные в бюрократических уловках чиновников, мы так и сделали.

Однако все произошло не так, как мы ожидали. Письмо попало на глаза заместителю министра А.А. Захарову, курирующего предприятия Главного управления, в который входил НИИ–160. Он недоброжелательно (возможно ревниво) относился к действиям М.М. Федорова, активно поддерживающего развитие электроискрового направления в институте, и поэтому немедленно принял соответствующие контрмеры (прежде всего такие, чтобы письмо не попало министру). Никакой поддержки со стороны ГНТУ не последовало. О письме стало известно директору НИИ–160 С.И. Реброву, что вызвало бурную его реакцию: возмущение тем, что мы предварительно не проинформировали его об этом обращении к министру. Но мы сделали такой шаг намеренно, так как было ясно, что невыполнение дирекцией приказа министра было сознательным и продуманным шагом. И иначе мы поступить не могли, зная коварные планы дирекции. Ведь еще в начале октября 1970 г. С.И. Ребров призывал коллектив отделения машиностроения института вооружить СКТО всем необходимым и дорогим, прежде всего кадрами ИТР и квалифицированными рабочими, чтобы выделить его в самостоятельное подразделение института. Но спустя всего месяц проявились его действительные планы, чтобы спустить выполнение приказа Министра на тормозах. Все было брошено на то, чтобы доказать возможность развития электроискрового направления в составе НПК СТМ-6 НИИ-160 наряду с другими методами обработки материалов, хотя было ясно, что имея для этого всего 5 000 кв. м, объективно для этого никаких оснований не могло быть. Привлеченные к этому противники создания СКТО пытались доказать, что машиностроительный цех легко может освоить выпуск до 500 единиц в год электроискрового оборудования наряду с выпуском еще электроннолучевого, лазерного, микроплазменного, откачного и другого оборудования.

Что оказалось на самом деле, после окончательного отказа от создания СКТО электроискрового направления, видно на рис. 5.

За 11 лет, с 1978 по 1989 г.г., количество электроискровых комплексов, выпускаемых машиностроительным цехом НПК СТМ 6 НИИ-160, выросло всего с 43 до 185 штук в год. Это на порядок меньше количества комплексов, производимых одной из японских фирм. А с 1989 года оно начало резко падать, в 1991 году сократилось до 129, а затем почти прекратилось вовсе.

В эти годы в стране с подачи головной организации станкостроения ЭНИМС лихорадочно и формально проводились работы по созданию так называемых гибких производственных модулей и участков, разрабатывались комплексно-целевые программы по совершенствованию различных производств. Создавались показательные участки ГПМ, было много шума, желаемое выдавалось за действительное.

К 1980-му году стало ясно глубокое отставание СССР не только в создании современных систем программного управления оборудованием, но и особенно в организации автоматизированных производств современного оборудования, в частности электроискровых комплексов. Например, к 1980 г. японская фирма FANUC (рис. 6) организовала поточное производство 100 электроискровых комплексов в месяц.

Одна из самых известных в мире японских компаний FANUC начала свою историю с 1956 года, когда была разработана первая промышленная система ЧПУ — контроллер NC. С тех пор фирма лидирует в части разработок и изготовления систем ЧПУ и, в целом, занимает около 60 % мирового рынка в этой области.

В настоящее время группа компаний FANUC изготавливает в месяц 15 000 систем ЧПУ и роботоконтроллеров, 60 000 серводвигателей и приводов, 350 высокоскоростных обрабатывающих центров, 150 электроискровых комплексов для формообразования деталей и 350 термопластавтоматов.

Одна треть из 2 000 сотрудников, работающих в компании, занята в исследовательских лабораториях и отделах разработки новой продукции. Это позволяет компании находиться на передовом рубеже развития техники.

Почти все мировое производство ЭИ оборудования с современными многофункциональными системами компьютерных ЧПУ сосредоточено на заводах фирм-изготовителей Японии (около 70 %) и Швейцарии (примерно 25 %). За 10 лет с 1982 г. по 1991 г. фирмами Японии произведено 38.240 проволочно-вырезных ЭИ и 22.887 координатно-прошивочных установок с компьютерными ЧПУ. Только фирма SODICK произвела за это время почти 25 000 ЭИ установок обоих типов и, благодаря своим многочисленным нововведениям в электроискровой обработке, стала «законодателем мод» на мировом рынке ЭИ оборудования. Однако, по целому ряду причин первыми на предприятия СССР попали станки швейцарских фирм. Вплоть до начала 1980-х годов швейцарская фирма AGIE была монополистом. Эту монополию в 1979–1980 г.г. нарушила японская фирма «Kokusai Koeki» продавшая через В/О «Станкоимпорт» первые ЭИ установки JAPAX. К 1984–1985 г.г. JAPAX вышел на первое место по объемам продаж в СССР — «Kokusai Koeki» продавала через В/О «Станкоимпорт» уже 50 электроискровых установок. Позже продажами и обслуживанием установок JAPAX стала заниматься фирма Inter Techno Corporation (ITC). Всего в СССР было поставлено более 200 единиц оборудования «Джапакс».

К сожалению, после введения жестких ограничений на экспорт передовых технологий из Японии в СССР в 1986–1987 г. г., ни ЭИ установки JAPAX, ни какое-либо другое серьезное оборудование из Японии не поставлялось. Лишь несколько установок Sodick «проскочило в СССР» через Европу. Через Европу под торговым знаком «OPTICUT» поставлялись также ЭИ установки Mitsubishi.

Участвуя в работе международного симпозиума по электрообработке в японском городе Nagoya в составе советской делегации в 1989 г., мне удалось посетить две фирмы, ознакомление с которыми было предусмотрено программой симпозиума — Mitsubishi Electric Corp. (12 апреля) и FANUC Ltd (14 апреля).

К сожалению, в программе технических туров посещение фирмы Sodick Co.,Ltd, тогда уже интенсивно развивавшейся более десятилетия, не было предусмотрено.

В Японии исследования в области электроискровой обработки начались с 1949 г. в рамках исследовательской фирмы — Японского научно- исследовательского института, созданного Киеси Иноу. Он поддерживал тесную связь с Б.Р. Лазаренко. В 1953 г. Киеси Иноу зарегистрировал первую в Японии и одну из первых в мире компаний по производству электроискровых станков «JAPAX», название которой образовано из Japan (Япония) плюс X (движение в будущее, неизведанное).

В 1976 г. группа специалистов по электроискровым генераторам и системам управления фирмы во главе с Тушихико Фурукава покинули Japax и создали свою компанию — Sodick. Фирма Japax питала новую компанию талантливыми кадрами вплоть до апреля 1992 года, когда она формально тоже вошла в Sodick, которая бесспорно стала мировым лидером №1 в области электроискровых технологий.

В 1997 г. московское представительство ITC перешло в подчинение Sodick Co/.Ltd., став фактически подразделением фирмы-изготовителя.

Уже в 1991 г. на пяти заводах Sodick в Японии в техническом центре и административном офисе работало более 800 человек. После структурной перестройки в 1994 – начале 1994 г.г., почти все производство Sodick в Японии сосредоточилось на двух больших, расположенных поблизости друг от друга, современных заводах.

Самый большой завод в Фукуи имеет отделения по производству электроискровых установок для изготовления деталей электродом-проволокой, прошивочных ЭИ установок, печатных плат, исследовательско-конструкторское отделение по разработке программ и электронных схем, отделение международной технической поддержки для зарубежных покупателей, а также отделение планирования и обеспечения производства.

Другой завод по соседству, в городе Кага, имеет 3 отделения: полностью роботизированное отделение FMS с многопалетными обрабатывающими центрами и автоматизированным складом (производство электроискровых вырезных систем с ЧПУ); отделение TR по разработке и производству прецизионных термопластавтоматов и керамическое отделение.

На рис. 7 подразделения фирмы Sodick Co.,Ltd. — штаб- квартира и научно-технический центр (а), «старый завод» в городе. Фукуи (б) и «новый завод» в городе Кага (в).

Словом, имелось все, о чем мы, сотрудники отдела 62, мечтали осуществить в начале 1970-х г.г. после выхода приказа Министра электронной промышленности СССР о создании в НИИ-160 Специального конструкторско-технологического отделения электроискрового машиностроения.

К тому же распад Советского Союза вначале 1990 г.г., ликвидация существовавшей в стране плановой системы хозяйствования, ее поспешной и необдуманной перестройки, привели к развалу народного хозяйства страны, в том числе предприятий ВПК и, следовательно, электроискрового машиностроения в электронной промышленности.

Продолжение следует…

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.