Электроимпульсная обработка (ЭИО) –
вид электроэрозионной обработки, основанный на использовании импульсов дугового разряда для разрушения слоя металла.

Электроэрозионная обработка (ЭЭО) – технологический процесс, при котором геометрические параметры детали формируются посредством контролируемого разрушения электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами, то есть с помощью электрической эрозии.

Эрозия – разрушение поверхностного слоя металла под действием механических ударов и трения или электрическими разрядами.

Суть процесса ЭЭО.

При ЭЭО электрод-инструмент и электрод-деталь погружаются в среду жидкого диэлектрика, и задается напряжение. При сокращении расстояния между электродами, увеличивается напряжение и происходит пробой диэлектрика, возникает разряд, в канале которого образуется плазма с высокой температурой.[1] Выделяется большое количество теплоты, которого достаточно, чтобы расплавить и испарить слой металла. В жидкой среде возникают факторы, необходимые для удаления разрушаемого материала. Наиболее часто в как диэлектрик применяют нефтепродукты: трансформаторное и веретенное масла, керосин.[2] Так как электроимпульсная обработка является разновидностью электроэрозионной, то их схемы (рис.1) не имеют отличий.

Рисунок 1 – Схема электроэрозионной обработки.

Деталь и инструмент при электроэрозионной обработке представляют собой два электрода (инструмент является катодом, обрабатываемая заготовка — анодом), и есть оба подвержены износу, этот фактор значительно проявляется при электроимпульсной обработке. Износ инструмента является нежелательным фактором, снижающим точность обработки и увеличивающим стоимость изделия.

Уменьшить износ электрода-инструмента можно использованием соответствующих материалов для его изготовления, применением апериодических импульсов, подключением электрода-инструмента к тому из полюсов источника тока, на котором его износ будет минимальным.

По виду электрода-инструмента электроимпульсную обработку разделяют на два вида (рис.2): прошивную (а) и вырезную (б).

Рисунок 2 – Виды электроимпульсной обработки (а – прошивная, б – вырезная).

При прошивной обработке профиль инструмента соответствует профилю обрабатываемого контура, при вырезной инструмент представляет собой непрофилированную проволоку. Обеими видами возможно получение различных контуров: в первом случае это достигается изготовлением электрода-инструмента соответствующего профиля, во втором – сложным движением подачи проволоки.

Профилированный инструмент чаще всего изготавливают из меди или графита, вырезную проволоку – из меди или латуни со специальным покрытием.

Преимущества электроимпульсной обработки.

Выделяют следующие достоинства ЭИО:

• способность обрабатывать любые токопроводящие металлы и сплавы, независимо от их физических свойств;
• высокая точность и небольшая шероховатость обрабатываемой поверхности;
• возможность обрабатывать сложные поверхности (угловое, двухконтурное резание);
• отсутствие нежелательного нагрева детали в процессе обработки.

Преимущества электроимпульсной обработки предопределяют область применения его на практике. Этот специальный метод используется в таких случаях, если применение других технологий ведет к понижению качества, уменьшению производительности, увеличению стоимости или когда альтернативы вовсе нет, то есть если возможно изготовить деталь только электроимпульсной обработкой.

Область применения электроимпульсной обработки металлов.

Стоить отметить, что ЭЭО не исключает механическую и другие виды обработки, а лишь дополняет, но стоит отметить, что в некоторых случаях обойтись без ЭИО невозможно.

Приведем примеры деталей, обрабатываемых электроимпульсным методом, и объясним, чем обусловлено применение ЭИО.

Таблица 1 – Детали, обрабатываемые электроимпульсным методом.

Электроэрозионная обработка, как и электроимпульсная, являющаяся ее разновидностью, относится к нетрадиционным технологиям, так как не имеет широкого распространения.

В машиностроении и инструментальном производстве электроэрозионные станки почти, или вовсе незаменимы. При изготовлении некоторых изделий как матрицы, штампы для прессов, обработке отверстий малых диаметров и узких каналов использование уступающих в универсальности фрезерной обработки (невозможно обрабатывать тонкими фрезами на большую глубину) и литья (не обеспечивается необходимая твердость и шероховатость поверхности) нецелесообразно.

Рис. 1. Внешний вид концевых фрез со сферическим торцем.

Режущая кромка на сферическом участке представляет собой сложную пространственную кривую представленную уравнениями в параметрическом виде с параметром в виде угла φ: 
 (1) 
где x,y,z – координаты текущей точки; 
R – радиус сферы;
Н – шаг винтовой линии;
φ – угловое положение текущей точки;

 Рис. 2. Расчетная схема для определения координат точек режущей кромки [2].

В работе [1] приводятся рекомендации по выбору угла наклона винтовой линии , который численно совпадает с углом наклона главной режущей кромки на цилиндрическом участке фрезы.При этом угол наклона главной режущей кромки на сферическом участке будет отличным от угла . Недостатком работы [1] является неоптимальный выбор геометрии в рабочей зоне.
В работе [3] режущая кромка инструмента рассматривается как линия пересечения архимедова геликоида с фасонной поверхностью. Винтовая линия может быть с постоянным и переменным шагом. При постоянном шаге наблюдается изменение угла наклона винтовой линии и соответственно фактического переднего угла с изменением радиуса образующей, что при большом перепаде диаметров исходной инструментальной поверхности (ИИП)инструмента, около (1,5 – 2 )d, вызывает изменение наклона винтовой линии на 30-40%. Это обстоятельство обуславливает применение винтовой линии постоянного шага только на фасонном инструменте с небольшим перепадом кривизны образующей. На других поверхностях следует применять винтовые линии переменного шага, изменяющие угол наклона винтовой линии в зависимости от изменения радиуса образующей исходной инструментальной поверхности (рис.3) [3].

Рис.3. Режущая кромка на фасонной поверхности [3]

Применение винтовой линии переменного шага вызывает технологические трудности при изготовлении инструмента. Для инструмента с небольшим перепадом кривизны целесообразно применение винтовой линии с постоянным шагом.
В работе [4] приведены зависимости для определения координат точек режущей кромки концевой фрезы со сферическим торцем. Режущая кромка этой фрезы расположена на винтовой линии с постоянным шагом (рис.4):

Рис.4. Концевая фреза со сферическим торцем.

Для эффективного использования концевой фрезы со сферическим торцем необходимо назначить оптимальный угол наклона винтовой линии в рабочей зоне.
В работе[1] предлагается метод определения оптимального угла наклона винтовой линии, численно совпадающего с углом наклона режущей кромки на сферическом участке концевой фрезы.При проектировании необходимо задаться углом наклона винтовой линии на рабочем участке. При этом величина угла выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, условий обработки и требуемого качества.
Пространственная кривая, заданная уравнением в параметрическом виде: 
 (2)
Уравнение угла наклона режущей кромки на сферическом участке определим как угол наклона касательной к оси z:
(3)
Возьмем производную x, y, zпо параметру φ:

После возведения в квадрат, получим:

Просуммировав полученные выражения, получим:

После подстановки результата в уравнение (3), получим следующее выражение
(4)

Угол наклона винтовой линии на цилиндре будет отличаться от угла наклона винтовой линии в рассматриваемой точке рабочей зоныс, которые связаны между собой следующей зависимостью:

,(5)
где H – шаг винтовой линии: ;
R – радиус концевой фрезы;
- угол положения текущей точки;
- угол наклона винтовой линии на цилиндрическом участке;
с - угол наклона винтовой линии в рассматриваемой точке рабочей зоны[5].
Данная зависимость решается численными методами – метод половинного деления.
Проектирование, заключающееся в назначение геометрии угла наклона винтовой линии в рассматриваемой точке рабочей зоны, позволит выдержать требуемое качество поверхности с заданными условиями обработки для заданного материала обрабатываемой детали [2].
С целью обеспечения постоянства угла наклона режущей кромки на сферическом участке, фреза может выполняться с переменным шагом. При этом величина шага в рассматриваемой точке определяется следующей зависимостью:
(6)
где  – радиус рассматриваемой точки в сечении перпендикулярной оси. 
Радиус , определяется из прямоугольного треугольника, показанного на рис. 5 и равен:

где h – расстояние от центра сферы до рассматриваемой точки вдоль оси фрезы;
 – радиус сферы.
После подстановки значения  в уравнение (6), получим:
(7)

Рис.5 Схема винтовой линии с переменным шагомна сферическом участке

Обработку такого инструмента можно осуществить на станке с ЧПУ, изменяя скорость подачи в осевом направлении.

Цель работысостоит в том, чтобы побывать в роли проектировщика автоматизированной информационной системы, точнее, той её части, которая называется базой данных. База данных – совокупность сведений о конкретных объектах реального или воображаемого мира в какой-либо предметной области. Под предметной областью принято понимать часть реального мира, например предприятие, вуз и т.д.[1]

При создании базы данных необходимо учитывать, чтобы было удобно обращаться с хранящимися в ней сведениями, а именно:

• просматривать;
• пополнять;
• изменять;
• выполнять запросы, решающие определённые задачи заказчика.

В качестве заказчика была выбрано производственное предприятие в городе Набережные Челны, которое занимается производством дверной и оконной фурнитуры.

Вся продукция производственного предприятия - это продукция высокого качества. Главной целью всех работников предприятия является производство и предоставление на рынок продукции и услуг такого уровня качества, который наилучшим образом отвечает требованиям и ожиданиям потребителей и заказчиков.

Производственное предприятие выпускает полный номенклатурный ряд фурнитуры и комплектующих:

• стационарные дверные ручки различных конфигураций (предназначены для установки на деревянные, алюминиевые и пластиковые двери толщиной от 36 до 76 мм.);

  СТН-0707          СТН-1033         СТН-0205    СТН-0206    СТН-0207       СТН-0208            СТН-1565

• универсальные нажимные гарнитуры(НГ), накладные шпингалеты(НШ), запорное устройство(ЗУ), фиксатор двери(ФД) – применяются для оснащения дверей;

НГ СТН-0555          НШ СТН-1702     ЗУ СТН-0289                   ФД СТН-0960

• петли для алюминиевых дверей;
• петля для тяжелонагруженных дверей;
• комплекты фурнитуры различных способов открывания для окн из алюминиевог, ПВХ- профиля, для деревянных окон;
• комплекты фурнитуры для раздвижных балконных рам.

Рисунок 1. Структурная схема производственного предприятия

Основные функции и задачи отделов:

Отдел кадров:

• подбор, отбор, расстановка, изучение и использование рабочих кадров, руководителей и специалистов;
• участие в формировании стабильного коллектива;
• создание кадрового резерва и работа с ним.

Планово-экономический отдел:

• организация и проведение работы по бухгалтерскому учету имущества, финансовых и хозяйственных операций;
• контроль над правильной постановкой и ведением бухгалтерского учета, над движением и использованием материальных ценностей и денежных средств;
• составление периодической и годовой бухгалтерской отчетности;
• анализ исполнения сметы доходов и расходов, выявление способов повышения результативности расходов;
• учет расчетов по оплате труда;
• подготовка и сдача отчетности в Инспекцию МНС, Фонд социального страхования, пенсионный фонд, статистическое управление.

Отдел снабжения:

• продвижение товарного потока к потребителю;
• контроль поставок.

Отдел информационных технологий:

• определение целей и постановка задач по созданию безопасных информационных технологий, отвечающих требованиям комплексной защиты информации;
• проведение специальных исследований и контрольных проверок по выявлению возможных каналов утечки информации и разработка мер по их устранению и предотвращению;
• разработка регламента допуска сотрудников предприятия к отдельным каналам информации;

Отдел безопасности:

• организация инженерно-технической защиты охраняемых зданий, помещений и имущества предприятия;
• организация ведения конфиденциальных переговоров.

Отдел экологии и охраны труда:

• организация и обеспечение контроля над проведением мероприятий, направленных на создание безопасных условий труда на предприятии;
• контроль над соблюдением законодательных норм, правил техники безопасности и промышленной зоне;
• обеспечение проведения вводного инструктажа по технике безопасности поступающих на предприятие работников.

Конструкторско-технологический отдел:

• разработка технологических процессов изготовления продукции;
• осуществление технического надзора на этапе производства и монтажа у потребителя.

Производственно–технический отдел:

• обеспечение выпуска продукции в установленные сроки, по заданной номенклатуре, качеству и количестве;

Коммерческий отдел:

• подготовка и заключение договоров с заказчиками с учетом нормативных актов на планирование и отгрузки готовой продукции;
• организация рекламы при помощи средств массовой информации; организация и подготовка статей для журналов, газет, радио…;
• анализ конкурентоспособности продукции предприятия, сопоставление её потребительских свойств, цены, издержек производства с аналогичными показателями конкурирующей продукции, выпускаемой другими предприятиями;
• поиск и привлечение клиентов;
• координация и контроль работ по продаже продукции;
• составление плана продаж;
• оформление документов: заявки, расписки, товарные чеки;
• консультация заказчиков по вопросам, связанных с ассортиментом и качеством продукции;
• работа с жалобами заказчиков.

Административно-хозяйственный отдел:    

• определение потребности материально-технических средств, приобретение и закупка оборудования;
• своевременное и качественное проведение технического обслуживания;
• обеспечение автотранспортных перевозок.

Юридический отдел:

• обеспечение законной деятельности;
• защита прав работников и предприятия.

Приведем список некоторых задач, предложенных различными отделами предприятия. Заметим, что курсивом отмечены первоочередные задачи, а запросы для решения этих задач будут приведены ниже.

Отдел кадров:

• поиск и вывод информации о сотруднике по паспорту;
• вывод списка должностей сотрудников;
• вывод списка начальников отделов.

Планово-экономический отдел:

• вывод списка работников со стажем свыше заданного количества лет;
• просмотр оклада конкретного сотрудника;
• вывод сотрудника конкретного отдела, получающего оклад больше заданного числа.

Коммерческий отдел:

• вычисление стоимости 1-го изделия в комплекте;
• просмотр сведений о конкретном изделии, независимо от вида;
• определение минимальной и максимальной цены каждого изделия;
• вывод договора(заказчику);
• просмотр сведений о заказах в конкретный день;
• вычисление выручки по каждому изделию за месяц (планово-экономическому отделу);
• подсчет количества заказанных изделий за месяц;
• вычисление общей суммы заказанных изделий за месяц.

Отдел снабжения:

• вывод ведомости о заказанных изделиях за месяц(коммерческому отделу);
• вывод накладной (коммерческому отделу).

Создавая базу данных, анализируют входные и выходные документы, имеющиеся у заказчика, и учитывают поставленные задачи. Разумеется, мы не рассматривали всю совокупность деловой документации предприятия, а приняли во внимание лишь следующие документы.

Входные документы

• Сведения о сотрудниках (Паспортный номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Пол, Стаж по специальности);
• Информация о заказчиках (Заказчик, Расчетный счет, Дата заключения договора);
• Прайс-лист изделий (Название, Обозначение СТН, Размер, Штук в комплекте, Цена с НДС).

Выходные документы

• Ведомость о заказанных изделиях за определенный период (Обозначение производственное предприятие, Название, Количество, Дата);
• Договор (Дата заключения договора, Заказчик, Расчетный счет, Код заказчика);
• Накладная (Номер документа, Дата составления, Заказчик, Расчетный Счет, Код заказчика, Обозначение СТН, Название, Цена, Количество заказанных комплектов, Сумма, Итоговая сумма);
• Финансовый результат по каждому изделию за определенный период (Обозначение СТН, Название, Выручка, Итоговая сумма);
• Отчет о сотруднике (Паспортный номер, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Пол, Стаж по специальности);
• Список сотрудников, работающих на предприятии больше 10 лет (Фамилия, Имя, Отчество, Дата приема на работу, Стаж по специальности);
• Список должностей сотрудников (Паспортный номер, Фамилия, Имя, Отчество, Должность);
• Список начальников отделов (Название отдела, Фамилия, Имя, Отчество, Должность).

Отчет Ведомость о заказанных изделиях составляется заместителем отдела снабжения. Передается в коммерческий отдел. Этот документ  необходим  для подсчета количества заказанного изделия.

Отчет Договор заключается между начальником коммерческого отдела (доверенным лицом предприятия) и заказчиком. Утверждается генеральным директором. Этот документ  необходим  для учета сведений о заказчике.

Отчет Накладная составляется заместителем отдела снабжения, подписывается начальником. Передается в коммерческий отдел. Этот документ необходим для оформления операций по отпуску заказанных изделий.

Отчет Финансовый результат по каждому изделию за определенный период составляется планово-экономическим отделом, подписывается главным бухгалтером. Этот документ необходим для рационального использования ресурсов и прогнозирования отдельных показателей предприятия.

Информационно-логическую модель предметной области изобразим в виде ER-диаграммы, где прямоугольниками обозначены сущности(Entity) предметной области, а озаглавленными линиями – связи(Relationship) между сущностями. Обычно рассматривают следующие бинарные связи между сущностями:

• Один к одному (1:1);
• Один ко многим (1:М);
• Многие ко многим (М:М).

Анализ нашей предметной области позволил выделить сущности “Сотрудники”, “Отделы”, “Должности”, “Изделия”, “Заказчики”, “Продажа изделий” и определить между ними связи (см.рис.2).

 Рисунок 2. ER-диаграмма производственного предприятия

На основе ER-диаграммы построим следующие таблицы: тИзделия, тЗаказчики,тЗаказы, тНакладная,тСотрудники, тОтделы, тДолжности.

Сущности “Отделы” и “Сотрудники” имеют связь 1:М, следовательно, требуетсядобавить внешний ключ (КодОтд) в таблицу тСотрудники.

Сущности “Должности” и “Сотрудники” имеют связь 1:М. Добавляем внешний ключ(КодДолж) в таблицу тСотрудники.

Сущности “Заказчики” и “Заказ” имеют связь 1:М. Добавляем внешний ключ (КодЗаказчик) в таблицу тЗаказы.

Сущности “Заказы” и “Изделия” имеют связь (М:М). Поэтому, в соответствии справилом перехода от ER-диаграммы к реляционным таблицам организуем таблицусвязи, которую назовём тНакладная. В ней поля КодИзд и КодЗаказ будут внешнимиключами по отношению к таблицам тЗаказыи тИзделия, соответственно. Атрибут Накладная, относящийся к связи упомянутых сущностей, станет полем созданной таблицытНакладная.

Мы проектировали базу данных, которая будетработать на удаленном сервере MySQL[5]. Для примера на языке MySQL напишем объявление таблиц тИзделияи тЗаказыи связь между ними (другие таблицы создаются таким же образом).

Сначала определим таблицу тИзделия, где укажем название полей, типы данных, первичный (рrimarykey) и внешний ключи (foreignkey):

CREATETABLEтСотрудники

(ПаспНомVarchar(10),

ФамилияVarchar(11),

ИмяVarchar(10),

ОтчествоVarchar(15),

ДатаРождDatetime,

Пол Varchar(1),

ДатаПриемDatetime,

СтажПоСпецVarchar(2),

constraintpk_Сотрудник_ПаспНом Primary key (Артикул)

constraintfk_Сотрудник_КодДолж Foreign key (КодДолж)

ReferencesтДолжности (КодДолж));

Объявление таблицы тДолжностибудет иметь вид:

CREATETABLEтДолжности

(КодДолжVarchar(3),

Должность Varchar(25),

Оклад(р) Varchar(6),

constraintpk_Дожности_КодДолж Primary key (КодДолж));

В принципе, таблицы базы данных могут неадекватно отображать предметную область из-за возможных аномалий вставки, удаления, корректировки. [2] Чтобы убедиться, что в наших таблицах нет этих аномалий, надо проверить, могут ли таблицы соответствовать так называемой третьей нормальной форме(3НФ). Как известно [3], таблица находится в 3НФ, если она находится во 2-й нормальной форме и нет функциональных зависимостей среди её неключевых полей.

Проанализируем функциональные зависимости (ФЗ) таблиц. Для начала рассмотрим ФЗ между полями таблицы тСотрудники, у которой заголовок имеет вид:

тСотрудники(#ПаспНом, Фамилия, Имя, Отчество, ДатаРожд, Пол, ДатаПрием, СтажПоСпец).

Паспорт              (Фамилия, Имя, Отчество,  ДатаРожд,  Пол,  ДатаПрием, СтажПоСпец).

В данном случае все неключевые атрибуты полностью зависят от первичного ключа. Это говорит о том, что таблица тСотрудникинаходится во 2-й нормальной форме. Таблица находится также и в 3НФ, поскольку неключевые атрибуты не имеют между собой функциональных зависимостей.

Рассмотрим теперь функциональные зависимости между полями таблицы:

тДолжности(#КодДолж, Должность, Оклад(р)).

КодДолж → (Должность, Оклад(р)).

Поля “Должность”, “Оклад(р)” зависят только от ключа “КодДолж” и нет функциональных зависимостей между ними, значит, таблица находится в 3НФ.

Все другие таблицы анализируются аналогично.

Так мы убедились, что наша модель (ER-диаграмма) адекватна предметной области.

Для решения некоторых первоочередных задач заказчика создаем запросы на языке MySQL [4].

1. Информация о сотруднике:

CREATE VIEW ИнфКонкрСотруд

AS

SELECT ПаспНом, Фамилия, Имя, Отчество, ДатаРожд, Пол, ДатаПриема

FROM тСотрудники

WHERE тСотрудники.ПаспНом=[Введите номер паспорта:];

2. Список сотрудников отдела снабжения, получающих оклад больше 25000 рублей:

CREATEVIEWОкладСотруд

AS

SELECTНазваниеОтд, Фамилия, Имя, Отчество, [Оклад(р)]

FROMтОтделы О, тДолжности Д, тСотрудники С

WHEREД.КодДол=С.КодДолж

AND

О.КодОтд=С.КодОтд

AND

О.НазваниеОтд=”Снабжения”

AND

Д.[Оклад(р)]>25000;

3. Оформление договора:

CREATE VIEW ДогОрг

AS

SELECT О.Наименование, О.Адрес, О.Телефон, О.[E-mail],О.ИНН, О.Счёт, З.КодЗаказчик, З.Заказчик, З. РасчетСчет

FROM [Производственное предприятие] О, тЗаказчикиЗ;

4. Оформление накладной:

CREATEVIEWофНакл

AS

SELECT Ч.КодЗаказ, Ч.Дата, З.Код Заказчик, З.РасчетСчет, З.ДатаЗаключДог, И.КодИзд,       И.Название, И.ОбозначениеСТН, И.КомплектШтук

FROM тЗаказчики З,тЗаказы Ч, тИзделия И

WHEREЧ.КодЗаказ=1 ANDЗ.КодЗаказчик=Ч.КодЗаказANDИ.КодИзд=Ч.КодИзд;

В заключение отметим, что в данной статье был проведен анализ работы производственного предприятия с точки зрения разработчика автоматизированной информационной системы, которая в значительной степени избавит сотрудников от ручного делопроизводства.