From the History of Electro-Spark Processing of Materials
Elecrospark systems with thyratron or transistor pulse generators and with mini- or micro-PC-based NC systems for tool production and electronic appliances precision parts manufacturing created by the specialists of home research institutes were highly productive and far in advance of foreign analogues.
Б.И. Ставицкий, к.т.н., с.н.с., лауреат Ленинской премии,
главный конструктор электроискрового оборудования электронной промышленности,
г. Фрязино, Московская обл. (Россия)
Исследование возможности применения электроискрового способа для изготовления деталей электровакуумных приборов было актуальной темой в середине прошлого века, разработке которой посвятили свою деятельность целый ряд ученых.
Всеволод Михайлович Рыбачук после окончания в середине 1960-х годов МВТУ им. Н.Э. Баумана был направлен в НИИ-160, в конструкторское бюро отдела электрических методов обработки материалов НПК-СТМ, основной целью которого было исследование возможности применения электроискрового способа для изготовления деталей электровакуумных приборов.
Он сразу же подключился со своими свежими идеями к созданию электроискрового оборудования для изготовления деталей электровакуумных СВЧ-приборов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн, не имевших аналогов за рубежом, разрабатываемых научной частью института. К началу этих работ не было ни отечественного, ни зарубежного опыта создания электpоискpового прецизионного оборудования, предназначенного для изготовления особо точных миниатюрных деталей электронных приборов и других изделий электронной и смежных отраслей техники. В результате к середине 1960-х годов появилось новое перспективное направление в электронной промышленности Советского Союза — электроискровое прецизионное машиностроение.
В разработку и развитие новых технологий неоценимый вклад внесли многие воспитанники вузов, таких как МВТУ им. Н.Э. Баумана, МАТИ им. Циолковского, а также техникумов и рабочие высшей квалификации. Среди специалистов, которые создавали первые экспериментальные образцы электроискрового оборудования, не имевшие отечественных и зарубежных аналогов, следует упомянуть Юрия Александровича Шевелева (рис. 2) и Кима Комитасовича Гуларяна (рис. 3) — выпускников Ереванского политехнического института. Они были направлены в НИИ-160 в начале 1950-х годов. Юрий Шевелев в отдел 170, а Ким Гуларян — в отдел 140, руководимый А. П. Федосеевым. Оба были подключены к решению проблемы применения электроискрового способа для прецизионного изготовления деталей электровакуумных приборов СВЧ (первый — клистронов для радиорелейных линий связи, а второй — магнетронов миллиметрового диапазона длин волн).
При их непосредственном творческом участии были созданы первые в мире экспериментальные электроискровые установки для изготовления деталей вольфрамовой проволокой ВА-3 Ф20–40 мкм. В отделе 170 — на базе биологического микроскопа МБИ-1 (рис. 4, 5), а в отделе 140 — установки ЭКУ-1 (рис. 6) — на базе большого инструментального микроскопа БМИ-1.
На рис. 7 представлена фотография под микроскопом сетки диаметром 3 мм, «прошитой» в медной пластине толщиной 0,1 мм (из первых проб в среде керосина и без очистки от продуктов эрозии), а на рис. 8 — образцы сеток Ф5 мм, изготовленные в медной пластине толщиной 0,15 мм (фотографии ранее не публиковались).
На установке ЭКУ-1 (рис. 6), созданной на базе БМИ-1 по эскизам К. Гуларяна, — первые образцы медных анодных блоков магнетронов миллиметрового диапазона длин волн, которые были изготовлены проволокой ВА-3 диаметром 30 мкм в феврале 1954 года (рис. 9–11).
В свое время под руководством В. Рыбачука были проведены исследования конструкций кареток координатных столов станочных модулей с целью определения их оптимальной жесткости, учитывая особенности требований к точности изготовления деталей электронных приборов и прецизионного инструмента. Разработанный вариант конструктивного исполнения устройства для координатных перемещений и схема взаимного положения резьбы винта и упругих элементов гаек позволили существенно повысить точность координатных перемещений кареток.
Весьма важным применением электроискровых технологий явилось изготовление десятка-сотни отверстий малого диаметра (равного нескольким десятым долям миллиметра) в деталях из сплава меди с молибденом на глубину до 20–25 мм (в блоках многолучевых электронных СВЧ-приборов). Отверстия пролетных каналов МЛП (18–19 и больше) диаметром 0,3–0,5 мм густо располагаются по концентрическим окружностям с перемычками, между ними не более 50–70 мкм (рис. 12).
Поиски новых методов особо точного изготовления большого количества (50–130) отверстий малого диаметра (не более 0,4–0,5 мм) близко расположенных друг от друга (с перемычкой между ними не более 0,05–0,07 мм) в деталях толщиной до 25 мм на проходивших в Москве международных выставках не дали результатов. Это послужило для В. Рыбачука обоснованием необходимости применения электроискровых технологий.
В середине 1960-х годов на электроискровом участке киевского завода «Генератор» ПО «Октава» было организовано серийное изготовление замедляющих систем ЛОВ сантиметрового диапазона длин волн. Среди них «Засечка», «Зеница», «Зона», «Галактика», «Гомель», «Зеркало», ОВС-1, ОВС-9, ОВ-12, ОВ-14. Они изготавливались на установках со встроенными тиратронными генераторами и импульсными трансформаторами, обеспечивающими использование в качестве межэлектродной среды воды (вначале дистиллированной, а затем непосредственно из водопровода).
Подобные участки на предприятиях электронной промышленности Советского Союза были в Полтаве на заводе «Знамя», Ростове-на-Дону — на заводе «Гранит», Саратове — на заводе «Контакт». Они создавались с целью организации серийного производства электронных приборов СВЧ, разрабатываемых головной организацией предприятий — НИИ-160. Число единиц оборудования на каждом участке достигало нескольких десятков.
В эти годы регулярно проводились различные семинары, конференции и выставки. Происходил интенсивный обмен опытом. О плюсах и минусах этого периода достаточно подробно описано в ряде журнальных публикаций в течение последних 4–5 лет (начиная с № 2, 2006 г.).
Между тем к концу 1980 года японская фирма Fanuc, несмотря на существовавшее эмбарго на поставку систем CNC с управлением по четырем осям в Советский Союз, заявила о возможности поставки их нам к электроискровым станочным модулям, разработанным НПО «Исток». Уполномоченные представители фирмы готовы были подписать соответствующий контракт.
В те годы фирма уже изготавливала до сотни электроискровых комплексов в месяц, на порядок превышающих наши возможности. Стало очевидным, что дальнейшее продолжение сотрудничества с фирмой Olivetti-OCN, разрабатывающей для наших станочных модулей устройств CNC, через Всесоюзные объединения «Электронзагранпоставка» и «Техмашэкспорт», а также фирму «Станитальяна», не имеет перспектив.
К сожалению, в 80-е годы прошлого столетия в условиях «железного занавеса» (изоляции от капиталистических стран) кооперация отечественных предприятий с зарубежными фирмами была невозможной. И прежде всего — использование опыта японских фирм в связи с существующим эмбарго на поставку в Союз систем ЧПУ на базе CNC.
Продолжение следует
