Науково-технічні основи підвищення ефективності вібромеханічної обробки газотермічних покриттів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ НАДТВЕРДИХ МАТЕРІАЛІВ ім. В.М. БАКУЛЯ

На правах рукопису

УДК 621. 941:642.791.94:621.7.029

ПИЛИПЕНКО Олександр Михайлович

НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ГАЗОТЕРМІЧНИХ ПОКРИТТІВ

Спеціальність 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Київ - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Черкаському державному технологічному університеті, Міністерства освіти та науки України.

Науковий консультант заслужений діяч науки і техніки України,

доктор технічних наук, професор

Розенберг Олег Олександрович,

Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля

НАН України, завідувач відділу обробки

металів різанням та холодним деформуванням, м. Київ.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Клименко Сергій Анатолійович, Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, завідувач відділу технологічного управління якістю обробки поверхонь, м. Київ;

доктор технічних наук, професор

Узунян Матвій Данилович, Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”, професор кафедри „Різання матеріалів і різальні інструменти”, м. Харків;

доктор технічних наук, професор

Крижанівський Володимир Андрійович,

Кіровоградський державний технічний університет, завідувач кафедри „Металорізальні верстати та системи”, м. Кіровоград;

Провідна установа Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться 6 травня 2004 р. о 1330 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.230.01 Інституту надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України за адресою: 04074, м. Київ, вул. Автозаводська, 2.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України за адресою: 04074, м. Київ, вул. Автозаводська, 2.

Автореферат розісланий „29„ березня 2004 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д26.230.01,

доктор технічних наук, професор А.Л. Майстренко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Перспективність застосування технологій відновлення і зміцнення швидкозношуваних деталей машин, які реалізуються шляхом напилення тугоплавких композицій на основі нітридів, карбідів і оксидів металів перехідних груп, є однозначною не тільки в основному машинобудівному виробництві, але й на ремонтних заводах та підприємствах. Ефективна механічна обробка лезовим чи абразивним інструментом газотермічних покриттів (ГТП) не завжди можлива навіть при застосуванні надтвердих інструментальних матеріалів. Хоча підвищення різальної здатності інструментів суттєво знижує рівень термосилового навантаження на робочий шар покриття, проте через специфічні особливості його структурної побудови внутрішня пошкоджуваність залишається високою і при експлуатації деталей, що має змінний характер навантаження, спостерігається розтріскування і відшарування напиленого зносостійкого шару. Це свідчить про те, що в процесі технологічних операцій підготовки основного матеріалу, формоутворення покриття і його механічної обробки накопичуються внутрішні залишкові напруження розтягнення, які можуть перевищити когезійно-адгезійну міцність і проявитись як на етапі виготовлення деталей, так і на етапі їх експлуатації. Введення проміжних термічних операцій відпуску підвищує енергоємність технології і не завжди гарантує повне зняття внутрішніх залишкових напружень на межі розподілу “покриття-основа”.

Все це спонукає до пошуку більш ефективних, ресурсозберігаючих технологій, до яких належать методи комбінованої обробки. Серед відомих операцій комбінованого різання, коли використовуються разом з механічною енергією інші види енергій, найбільш доцільно застосувати акустичну енергію. Це обумовлюється подвійною дією даної енергії: з одного боку, активне дислокаційне поглинання енергії високочастотних коливань є більш ефективним порівняно з дією теплової енергії, а з другого - змінюється механізм стружкоутворення і в результаті зменшуються температура і сили різання.

Результати відомих робіт з переривчастого різання гомогенних конструкційних матеріалів не можуть застосовуватись в технологіях механічної обробки газотермічних покриттів через особливості їх побудови та руйнації. Нагальною є розробка науково обґрунтованих рекомендацій лезового і абразивного різання газотермічних покриттів з накладанням примусових високочастотних коливань від зовнішнього джерела. Комплексний характер дії механічної і акустичної енергії на матеріал покриття і межу розподілу “покриття-основа” забезпечить інтенсифікацію механічної обробки і стабілізацію рівня пошкоджуваності оброблюваного матеріалу. Така задача є надзвичайно актуальною, оскільки її розв'язання дасть змогу більш широко впроваджувати в сучасному машинобудуванні технології реновації і зміцнювати деталі машин, в тому числі і для імпортної техніки.

П р и м і т к а. Термін „примусові” характеризує вимушені коливання від зовнішнього джерела.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження і розробки автора у 90-ті р. були направлені на виконання робіт в рамках державних науково-технічних програм України: 04.04 - “Високоефективні технології механоскладального виробництва”, державної науково-технічної програми Міністерства науки України 04.02 - “Високоефективні технології механоскладального виробництва”, по пріоритетному напрямку розвитку науки і техніки 4. - “Екологічно чиста енергетика і ресурсозберігаючі технології”.

З 1992 до 2002 року включно автор як науковий керівник виконував такі держбюджетні науково-дослідні роботи:

- НДР № 135-92 - “Розробка високоефективних технологічних процесів алмазно-абразивної обробки плазмових і детонаційних покриттів” (державна реєстрація № UA02002095P);

- НДР № 135-94 - “Дослідження перспективних методів правки шліфувальних кругів та їх вплив на зносостійкість оброблюваних деталей” (державна реєстрація № 0194U023418);

- НДР № 125-97 - “Розробка технологічних основ високоефективних процесів обробки покриттів високої адгезійності” (державна реєстрація № 0197UO15158);

- НДР № 126-00 - “Інтенсифікація механічної обробки захисних покриттів шляхом застосування ультразвукових коливань технологічної системи” (державна реєстрація № 0100U004420).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розвиток науково-технічних основ підвищення ефективності процесів механічної обробки газотермічних покриттів лезовими і абразивними інструментами на основі мінімізації енергетичних витрат при стружкоутворенні і зниження рівня пошкоджуваності їх структури та перехідної зони за рахунок накладання на процес різання примусових коливань елементів технологічної системи.

Задачі дослідження:

– розробити методологію і технологічні рішення з реалізації термомеханічних моделей ефективного руйнування ГТП при вібромеханічному різанні, а також здійснити аналітичну оцінку енергетично-дислокаційної характеристики когезійних зв'язків у процесі стружкоутворення;

– дослідити кінематико-механічні особливості різних схем вібро-механічного різання лезовими і абразивними інструментами, величину питомої енергоємності різання та термосилових параметрів при руйнуванні покриттів з різним індексом автомодельності;

– дослідити параметри стійкості лезових і абразивних інструментів в умовах вібромеханічного різання ГТП, а також обґрунтувати механізм зношування при різних схемах обробки і визначити оптимальні режими експлуатації інструментів;

– здійснити теоретико-експериментальну оцінку параметрів якості поверхневого шару покриття - як відгук стабілізації процесу стружкоутворення - і провести лабораторні трибологічні випробування різних конструктивних типів деталей;

– розробити моделі зовнішньої і внутрішньої оптимізації вібромеханічного різання ГТП з елементами активного контролю і нейтралізації збурюючих факторів процесу та здійснити промислову апробацію і впровадження у виробництво розроблених технологій.

Об'єкт досліджень - процеси комбінованої обробки лезовими та абразивними інструментами газотермічних покриттів з використанням механічної і акустичної енергії та інструменти із звичайних та надтвердих матеріалів.

Предмет досліджень - контактна взаємодія лезових і абразивних інструментів з поверхневим шаром газотермічних покриттів з урахуванням оптимальних умов стружкоутворення під впливом гармонійних високочастотних коливань елементів технологічної системи.

Методи досліджень. Методологічною базою роботи є комплексний науковий підхід до вивчення і формулювання фізичних і фізико-хімічних явищ, які впливають на зміну рівня пошкоджуваності робочого шару покриття і межі розподілу “покриття-основа” під дією механічної і акустичної енергії елементів технологічної системи.

Теоретичні дослідження базуються на основних положеннях теорій різання, в тому числі і шліфування, теорій дислокацій, коливань, міцності, пружності і руйнування матеріалів.

Експериментальні дослідження базуються на теоріях математичного моделювання і математичної статистики, теорії імовірності з широким застосуванням обчислювальної техніки. В експериментальній частині досліджень використовувались методи мікроструктурного, рентгеноструктурного і електронномікроскопічного аналізу. Напружено-деформований стан покриттів вивчався методом щавлювання тонких структур і застосуванням сучасних приладів і технологій вимірювання. Структура поверхневого шару, параметри макро- і мікрогеометрії оцінювались методами профілометрування і профілографування.

Наукова новизна одержаних результатів:

– вперше забезпечено мінімізацію енергетичних витрат і зниження рівня пошкоджуваності структури покриттів та перехідної зони за рахунок примусової орієнтації площини відносного зсуву у напрямку міжчастинкової зони і встановлення амплітуди коливань кратною розміру напилених частинок;

– запропоновано новий спосіб демпфірування автоколивань різального інструмента з нейтралізацію невпорядкованих силових імпульсів на перехідну зону шляхом накладання на процес різання примусових коливань з частотою, що погоджується з товщиною покриття;

– на основі досліджень розроблено і апробовано концептуальну модель знеміцнення матеріалу покриття енергетичною активацією при вібромеханічному різанні, що дає змогу інтенсифікувати процес обробки і підвищити стійкість різального інструмента;

– вперше виявлено обмеження динамічної стабілізації процесу вібромеханічного різання покриттів і відповідного зниження шорсткості поверхневого шару із закритою поруватістю, величиною фаски зносу по задній поверхні інструмента, яка для самофлюсівних покриттів системи Ni-Cr-B-Si не має перевищувати величину 0,3 мм;

– удосконалено принцип оцінки працездатності покриттів після вібромеханічної обробки порівнянно з гомогенними матеріалами шляхом застосування структурного модуля трибопошкодження, який враховує вплив акустичної активації на питому енергоємність матеріалу покриття.

Практичне значення одержаних результатів:

– розроблено ресурсозберігаючі технологічні процеси вібромеханічної обробки газотермічних покриттів, що реалізовані для умов виробництва і відновлення автодеталей, деталей сільськогосподарських машин і технологічного обладнання хімічних виробництв;

– розроблено нові ефективні верстатні пристрої для лезового і абразивного вібромеханічного різання, які можуть використовуватись автономно або у складі автоматизованих адаптованих систем на верстатах токарної і шліфувальної груп;

– розроблено пакети програмного забезпечення для оптимізації процесів вібромеханічної обробки газотермічних покриттів різних типів і методів напилення в умовах конкретних виробництв;

– запропоновано нові технічні рішення, захищені патентами України, для підвищення ефективності механічної обробки газотермічних покриттів і технічного контролю їх фізико-механічних властивостей;

– розроблено практичні рекомендації для промислового впровадження нових технологій, а також одержані наукові і практичні результаті, які реалізовані на машинобудівельних підприємствах України в період з 1999 по 2003 р-р, що дало змогу збільшити продуктивність обробки в 1,2 - 3,5 разу, поліпшити її якость на 10-15 % за рахунок зниження рівня залишкових напружень у покритті і в перехідній зоні на 15-20 %.

Впровадження результатів дисертаційної роботи у навчальний процес ВНЗ України (Житомирський інженерно-технологічний інститут, Кіровоградський державний технічний університет, Черкаський державний технологічний університет. Кременчуцький державний політехнічний інститут) дає змогу студентам поглибити вивчення теорії і практики вібромеханічного різання газотермічних покриттів.

Особистий внесок здобувача складає:

– розробка феноменологічної і дислокаційної моделей міжчастинкової зони і осердя частинок - як наукової основи реалізації механізмів руйнації покриттів при стружкоутворенні з різним індексом автомодельності системи;

– розробка і систематизація проявів самоорганізації при контактній взаємодії “інструмент-покриття” та визначення умов мінімізації дії сил різання при вібромеханічному різанні газотермічних покриттів;

– розробка і реалізація методики оцінки енергоємності контактного силового імпульсу при стружкоутворенні для можливості розрахунку потужності приводу примусових коливань;

– розробка принципів акустичної активації процесу лезового вібромеханічного різання еквівалентної за характером дії тепловій активації і експериментальна оцінка температурного поля за допомогою термоіндикаторів плавлення;

– розробка концепції поелементної руйнації матеріалу покриття і динамічної стабілізації автоколивальних процесів з нейтралізацією імпульсних хаотичних навантажень на межі розподілу “покриття-основа”;

– розробка моделі зношування різального інструмента за умов акустичної активації зони стружкоутворення і відповідного знеміцнення поверхневого шару покриття та зниження дії термосилового фактора;

– розробка і пристосування принципів адсорбційного пластифікування і фрагментизації поверхневого шару для різних типів покриттів з метою поліпшення шорсткості контактних площадок;

– розробка моделей зовнішньої і внутрішньої оптимізації вібромеханічного різання покриттів за умов впливу змінних і детермінованих факторів та реалізація градієнтної стратегії системи адаптивного автоматичного контролю;

– розробка методології трибологічної оцінки газотермічних покриттів після вібромеханічного методу обробки з урахуванням структурного модуля трибопошкодження і особливостей контактного навантаження зміцнених деталей при експлуатації.

Автор безпосередньо брав участь у проведені багатьох експериментальних досліджень термосилових факторів процесу вібромеханічної обробки, параметрів якості поверхневого шару та трибологічних параметрів.

Винаходи, захищені патентами України 39368А, 42166А, 37532А, зроблені автором особисто, а винаходи, захищені патентами України 25530А, 238, зроблені автором з К. М. Таньковим і Г. П. Чорним.

Постановка задач і обговорення результатів виконані з науковим консультантом і частково з співавторами публікацій.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи доповідались, обговорювались і друкувались в збірниках доповідей і матеріалів понад 50 науково-технічних конференцій, симпозіумів, семінарів, асамблей, в тому числі: Міжнародній науковій конференції “Mechanics - 2000”, Polska, Rzeszow, June, 2000; 28-й конференції по машинобудуванню у Кралєво, Югославія, вересень, 2000 р.; Міжнародній науково-технічній конференції “Наука и технология на рубеже ХХІ века” у м. Мінську, Білорусь, квітень, 2000 р.; Міжнародній науково-технічній конференції “Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления деталей машиностроения” в м. Новополоцьку, Білорусь, вересень, 2001 р.; на 1, 2 і 3-му Міжнародних симпозіумах “Оборудование и технология термической обработки металлов и сплавов в машиностроении”, у 2000-2002 рр. у м. Харкові, ННЦ ХФТУ; на 3, 4, 5 і 6-му Міжнародних симпозіумах українських інженерів-механіків у Львові, 1997-2003 рр.; на 1, 2 і 3-ій Міжнародних науково-технічних конференціях “Процеси механічної обробки, верстати та інструменти” у 1999 і 2003 рр. у м. Житомирі, Житомирський інженерно-технологічний інститут; на 1-ій Міжнародній науково-технічній конференції “Машинобудування і металообробка - 2003” у м. Кіровограді, квітень, 2003 р., Кіровоградський державний технічний університет; на Міжнародній науково-технічній конференції “Сверхтвердые инструментальные материалы на рубеже тысячелетий: получение, свойства, применение - СТИМ - 2001” у м. Києві, червень, 2001 р.

Дисертація доповідалась і одержала позитивну оцінку на розширеному засіданні науково-технічного семінару відділу № 18 „Технологічного керування якістю обробки поверхонь” і відділу № 20 „Обробка деталей різанням і деформуванням” Інституту надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України (протокол № 10 від 14.10.03), на засіданні кафедри „Металорізальні верстати та системи” Кіровоградського державного технічного університету (протокол № 4 від 11.11.03), на засіданні кафедри „Інструментальне виробництво” Механіко-машинобудівного інституту НТУУ „КПІ” (протокол № 4 від 26.11.03), на засіданні кафедри „Різання матеріалів і різальні інструменти” НТУ „Харківський політехнічний інститут” (протокол № 10 від 23.12.03).

Публікації. Результати досліджень, подані у дисертації, надруковані в 80-ти працях, в тому числі одній монографії, 52 статтях, з яких 33 у фахових виданнях, в тому числі 24 роботи без співавторства, п'ять патентів України, з яких три патенти без співавторства.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, семи розділів, загальних висновків, переліку використаної літератури із 280 найменувань і додатків. Робота викладена на 280 сторінках машинописного тексту із 125 рисунками і 62 таблицями, загальний обсяг роботи 410 сторінок, в т. ч. додатки на 48 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, наведені мета і задачі досліджень, викладаються наукові положення, що виносяться на захист, наукова і практична новизна одержаних результатів, подана загальна характеристика дисертації.

В першому розділі подано аналітичний аналіз сучасних технологій механічної обробки газотермічних покриттів. Наукові і практичні роботи щодо формоутворення покриттів, їх подальшої лезової і абразивної обробки та експлуатації відновлених і зміцнених деталей свідчить, що на кожному етапі необхідно враховувати специфічні особливості їх структури та фізико-механічні властивості. Ефективне використання методів газотермічного напилення і реалізація переваг покриттів перед наплавленням є можливим при комплексному розв'язанні задач механічної обробки для досягнення необхідних показників надійності і довговічності зміцнених або відновлених деталей.

Еволюцію технології механічної обробки ГТП умовно можна поділити на три характерні етапи. Перший етап характеризувавсь використанням для лезової обробки інструментів, оснащених пластинками з твердих і мінералокерамічних сплавів, а для абразивної обробки - шліфувальних кругів з електрокорунду, карбіду кремнію і кругів із спеціальною обробкою (імпрегнованих, оброблених глибоким холодом). На другому етапі (80-90-ті р.) почалось широке впровадження у виробництво процесів лезової та абразивної обробки з використанням високоефективних надтвердих інструментальних матеріалів. Підвищення ефективності обробки при цьому забезпечувалось за рахунок загального зниження термосилової напруженості процесів різання, але рівень пошкоджуваності покриттів залишавсь досить високим. Значний вклад в розвиток технології механічної обробки захисних покриттів і наплавлення внесли такі вчені: Е.В. Рижов, С.А. Клименко, М.Л. Хейфець, Ж.А. Мрочек, Ю.О. Муковоз, Д.Е. Анельчик, В.І. Мощенок, Л.Г. Полонський, В.О. Іванов, В.А. Рибицький та інші. На третьому етапі активно розробляються комбіновані технології з комплексним використанням різних сполучень механічної, електричної, теплової і акустичної енергії. Результативність комбінованих технологій є досить високою і вони продовжують розвиватись і нині.

Але практичний досвід свідчить, що традиційні підходи до розв'язання задач інтенсифікації різання ГТП мають обмежені можливості і не вдається у багатьох випадках стабілізувати внутрішню напруженість оброблюваного матеріалу, знизити рівень пошкоджуваності перехідної зони „покриття-основа”. Навпаки, на етапі механічної обробки початкова дефектність структури збільшується, внутрішні залишкові напруження стиснення можуть переходити у розтягуючі, а загальна енергоємність стружкоутворення залишається високою. Гетерогенність матеріалу покриття призводить до суттєвого збільшення похибки динамічного настроювання технологічної системи, до появи автоколивань хаотичного характеру і до відповідних негативних наслідків щодо якості поверхневого шару і стійкості різального інструмента.

Існуючі процеси переривчастого різання позитивно показали себе при обробленні гомогенних матеріалів, але досі відсутні теоретико-експериментальні роботи і науковообґрунтовані рекомендації щодо застосування такого різання для механічної обробки газотермічних покриттів. Проведені патентно-інформаційні дослідження дали змогу визначити основні напрямки вивчення комплексного впливу на процес різання покриттів механічної і акустичної енергії.

У другому розділі на основі дислокаційної теорії здійснюється аналітична оцінка існуючих адгезійно-когезійних зв'язків у матеріалі покриття і розглядаються кінематично-силові особливості їх вібромеханічної обробки як лезовим, так і абразивним інструментами.

Межі окремих частинок характеризуються геометричними властивостями через просторову розорієнтацію і силовими властивостями через характер міжатомної взаємодії. Оскільки кристалічна побудова міжчастинкової і внутрішньочастинкової зон (МЧ3, ВЧ3) мають відмінності, а активний контакт частинок між собою або з основним матеріалом становить лише 40-45 % від загальної площі контактних поверхонь, то енергія міжчастинкової межі дорівнює сумі енергій збурюючих парних зв'язків всіх атомів у площині:

,

де - довжина зони активних центрів.

В нерухомих МЧЗ єдиною площиною можливого руху при дії напружень зсуву є сама зона і стартове напруження, необхідне для руху дислокацій МЧЗ при додатковій енергетичній активації високочастотними коливаннями, буде меншим, ніж при звичайному різанні:

, (1)

де - напруження від пайєрлсовських сил;

- напруження від дії силових полів інших дислокацій або двовимірних дефектів МЧЗ;

- напруження взаємодії з легуючими елементами та домішковими атомами;

- напруження взаємодії з тривимірними дефектами;

- модуль зсуву;

- коефіцієнт Пуассона;

- вектор Бюргерса;

- параметр кристалічної гратки.

Численні перешкоди в МЧЗ будуть долатись дислокаціями за рахунок додаткової дії змінних напружень від гармонічних примусових коливань , а відхилення дислокаційного відрізка можна описати рівнянням малих поперечних коливань:

, (2)

де - сила натяжіння дислокаційної дільниці;

- сили зсуву;

- примусова гармонійна сила.

Аналіз величини і форми ямок щавлювання на одновимірних дефектах структури елементів покриття свідчить про еволюцію дислокаційної структури МЧЗ і ВЧЗ та прояв знеміцнюючого ефекту від високочастотних коливань різального інструмента. Зменшення когезійної міцності та дотичних напружень спонукає до організації енергозаощадливого процесу стружкоутворення, коли забезпечується миттєвий збіг площини відносного зсуву з розташуванням МЧЗ.

Співвідношення дотичних напружень зсуву до нормальних напружень стиснення характеризує нерівномірність звичайного різання покриттів. Зміна механізму стружкоутворення при високочастотних коливаннях є співмірною з часом проходження елементарного зсуву і утворення елемента стружки (табл. 1).

Розрахункові дані зміщення інструмента за один період примусових коливань свідчать, що раціональна амплітуда з позиції енергетичних витрат на процес руйнування когезійних зв'язків буде визначатись із залежності

, (3)

де =1, 2, 3...;

- розмір напиленої частинки порошку граничної фракції.

Таблиця 1

Співвідношення довжини руху інструмента з розмірами частинок

Режим високочастотних коливань	Швидкість вібрацій , м/хв	Час контакту за період коливань , сек	Довжина шляху зсуву , мм	Розміри частинок, що напилюються, d, мкм
частота , кГц	амплітуда , мкм				ПГ-СР3	СНГН-50
18	3	20,34	0,000018	0,009	20-40	30-50
20	3	22,60	0,000016	0,008	- ” -	- ” -
22	5	41,44	0,000015	0,006	- ” -	- ” -
24	5	45,21	0,000013	0,004	- ” -	- ” -

П р и м і т к а. Час контакту інструмента з покриттям приймався, як 1/3Т, де Т - період коливань.

Для можливості руйнації покриття при стружкоутворенні по міжчастинковій зоні необхідно змінювати напрямок векторів рівнодіючої сили різання і швидкості різання. При переривчастому характері різання буде спостерігатись демпфірування вимушених коливань внутрішнього характеру збудження і поряд із зміною величини і напрямку дійсної швидкості різання будуть змінюватись кінематичні кути , , . Відповідно до рівності , де і - постійні коефіцієнти, - кут тертя, кут зсуву теж буде змінюватись залежно від амплітуди примусових коливань. Такий характер зміни розташування у просторі площини зсуву дасть змогу спрямувати в певний момент часу вектор сили зсуву по міжчастинковій зоні покриття і здійснити його руйнування з мінімальними енерговитратами.

Аналіз кінематичних схем вібромеханічного шліфування покриттів свідчить, що радіальні примусові коливання є більш ефективними для обробки покриттів із зернистістю напилюваних частинок розміром більшим, чим 150 мкм, оскільки в цьому випадку найкраще реалізується ефект когезійного руйнування. Тангенційне вібромеханічне шліфування доцільно використовувати при чистовій обробці покриттів, коли необхідно звести до мінімальних значень дію силового і температурного факторів. Осьове вібромеханічне шліфування більш придатне для чорнової попередньої обробки кругами високої твердості і поруватості з мінімальною частотою коливань :

, (4)

де - діаметр шліфувального круга, мм.

Вібромеханічне різання є імпульсним і основні витрати енергії стружкоутворення припадають на утворення мікротріщин при ударі, а на їх поширення енергії витрачається значно менше. З метою дослідження питомих енерговитрат на процес стружкоутворення було розроблено спеціальну установку. Проведення активного експерименту дало можливість отримати емпіричну залежність питомої енергоємності стружкоутворення від змінних факторів при мікрорізанні самофлюсівного покриття ПГ-СР3:

, (5)

де - глибина різання, мм;

- кінетична енергія падаючих елементів пристрою в момент врізання різця в дослідний зразок, Дж;

- твердість інструментального матеріалу за Вікерсом.

Аналіз графічних залежностей , і показав, що при постійному значенні твердості інструментального матеріалу найбільш суттєво впливають на питому енергоємність глибина різання і кінетична енергія (рис. 1).

Це пояснюється значним підсумованим опором, що чинить покриття процесу руйнування від різального інструмента, який має фіксований прямолінійний напрямок руху. Площина зсуву розташовується як по міжчастинковій зоні, так і по осердю окремих частинок. Має місце як інтеркристалітний, так і транскристалітний відкол. Підвищення структурної пошкоджуваності покриття , де П - поруватість покриття, А - зернистість напилюваного порошка, приводить до зменшення питомої енергоємності руйнування через втрату когезійної міцності матеріалу (рис. 1 б).

Базуючись на отриманих даних, необхідно при конструюванні і виготовленні вібратора для вібромеханічної обробки покриттів з подібними до самофлюсівних матеріалів механічними властивостями приймати амплітудне значення високочастотних коливань в межах 10-14 мкм, частоту 18-20 кгц, а потужність магнітостирктора 100-120 Вт.

Сили різання досліджувались при лезовій і абразивній вібромеханічній обробці покриттів двох класів: самофлюсівні - на основі ПГ-СР3 і СНГН-50 та керамічні - на основі , і . Для прискорення експериментальних досліджень та підвищення їх технічного рівня була розроблена автоматизована система експериментальних досліджень (АСЕД). Програмне забезпечення системи дає змогу автоматизувати не тільки процедури проведення активного експерименту, але й пошук оптимальних факторів цільової функції . При постійних значеннях амплітудно-частотної характеристики високочастотних коливань (А = 10 мкм, f = 20 кГц) екстремум досліджуваної залежності був досягнутий при таких режимах різання: t = 0,18 мм; S = 0,07 мм/об; = 0,9 м/с. Аналіз графічних залежностей показав, що при застосуванні високочастотних коливань спостерігається зниження складових сили різання в середньому на 45-55 %. Це пояснюється суперпозицією дії двох факторів: а) механічного (зниження сил тертя і опору різання при руйнації по міжчастинковим зонам); б) акустичного (активація дислокаційної структури і підвищення пластичності покриття).

У третьому розділі досліджується процес контактної взаємодії між покриттям і основним матеріалом при вібромеханічному різанні та прогнозується втомна міцність перехідної зони.

Через гетерогенність покриття та динамічні збурення в елементах пружньої технологічної системи (ПТС) фактична траєкторія руху різального леза інструмента або робочої поверхні шліфувального круга суттєво відрізняється від теоретичної траєкторії. Мають місце параметричні автоколивання, які створюють хаотичні імпульсні силові навантаження на межу розподілу „покриття-основа” і сприяють підростанню макротріщин-пор. Накладання примусових гармонійних коливань на елементи ПТС від зовнішнього магнітострикційного вібратора ініціює появу гармонійної сили , що врівноважується силами інерції , опору , пружності :

. (6)

Дослідження ПТС при лезовій обробці можна моделювати як двомасову коливальну систему (рис. 2).

Експериментальні дослідження і розрахунок пружних відтисків оброблюваної заготовки з покриттям показав залежність коефіцієнта динамічної жорсткості від співвідношення при вібромеханічному обточуванні, де - період примусових коливань, - час контакту інструмента із заготовкою. Чим більшим є співвідношення , тим більшим є порівняно з жорсткістю приведеною ПТС при звичайному різанні. Встановлено можливість стабілізації неупорядкованих силових імпульсів на межу розподілу „покриття-основа” або повної їх нейтралізації. Шляхом забезпечення вибору амплітудно-частотної характеристики примусових коливань з довжиною „стоячої” хвилі , яка співмірна або кратна товщині покриття, вузлова точка такої хвилі збігається з межею розподілу „покриття-основа”:

, (7)

де - будь-яке ціле число;

- товщина покриття;

= 0, 1, 2...

Моделювання тримасової ПТС при шліфуванні покриття зображено на рис. 3 а, де елемент покриття розглядається відокремлено від основного матеріалу. А на рис. 3 б зображений один із можливих варіантів накладання на значення середньої сили різання змінної компоненти, що з'являється під впливом збурюючих факторів внутрішньої (1) і зовнішньої природи (2).

При накладанні змінних складових сили різання можливі варіанти їх підсилення і взаємо компенсації. У першому випадку виникає небезпека порушення адгезійних зв'язків і відшарування покриття. Знаходження коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН) типу у вершині макротріщини-пори при довільному динамічному ударі показало імовірність її підростання за рахунок інтрузій і екструзій.

В роботі досліджувався рівень пошкоджування проміжного шару. Циклічна зміна навантаження на межу розподілу при механічній обробці покриттів або при їх експлуатації буде змінювати напруження за формулою

, (8)

де - середнє напруження циклу;

- амплітудне значення циклу;

- безперервна синусоїдальна функція з одиничною амплітудою.

При накладанні високочастотних коливань (ефект Блага-Лангеннекера) і розвиток субмікротріщин на інтрузіях і екструзіях, що можуть утворюватись на поверхні макротріщини-пори, буде гальмуватись. Фрактологічні дослідження відшарованих покриттів підтверджують реалізацію різних механізмів руйнування для різних типів покриттів. Для самофлюсівних матеріалів в інкубаційний період втоми комірникові структури формуються тільки в тонкому поверхневому до пори шарі, а у керамічних матеріалах вони утворюються в окремих частинках, які найбільш наближені до точок максимального розмаху КІН. Побудова кінетичних діаграм втоми показує, що порогове значення КІН при якому відбувається зрушення мікро тріщини, є різним для зразків, оброблених звичайним або вібромеханічним методами. Так, для самофлюсівних покриттів на сталевих зразках порогове значення КІН зафіксовано при швидкості підростання тріщини м/цикл, а для керамічних покриттів на дюралюмінієвих зразках - м/цикл. Після вібромеханічного різання - 10-9 і 10-10 м/цикл відповідно.

У четвертому розділі здійснюється теоретико-експериментальна оцінка еволюції дислокаційної структури міжчастинкової зони і осердя частинок покриття під впливом енергії високочастотних коливань, а також теплофізичних явищ в зоні контакту „інструмент-покриття”.

Еволюція дислокаційної структури під впливом акустичної активації та імпульсного навантаження призводить до гальмування росту мікротріщин в умовах плоскої деформації. Експериментальні дослідження методом аналізу ямок зчалювання показали, що навколо поруватого простору збільшується щільність дислокацій і виникають внутрішні напруження.

При незначній залишковій деформації (5-8 %) після звичайного різання в детонаційних покриттях з поруватістю 6-8 % зароджується на порах близько 90 % мікротріщин, в плазмоводугових покриттях з поруватістю 10-12 % - близько 65 %, а газополуменевих покриттях з поруватістю 12-14 % - близько 50 %. При вібромеханічному різанні акустична енергія як анігілятор пружної енергії зменшує відносну кількість мікротріщин, які зародились на порах, і знижує рівень пошкоджуваності покриттів в 1,5-2 рази.

Відмінність звичайного і вібромеханічного різання з позиції дислокаційних моделей полягає в швидкості деформаційних процесів. Аналіз можливої деформації покриттів на етапах технологічно-спадкоємної трансформації (формоутворення, механічна обробка, експлуатація) показав, що в зоні пружної деформації акустична стабілізація унеможливлює стрибкоподібне розкриття макротріщини-пори. Акустична активація сприятиме подоланню дислокаціями перешкод у будь-який спосіб, і вільну енергію такої активації можна розрахувати за формулою

, (9)

де - енергія термічної активації як наслідок переходу механічної роботи стружкоутворення в теплову енергію;

- енергія акустичної активації;

- внутрішні залишкові напруження;

- дотичні напруження зсуву.

В зоні високотемпературної деформації (шліфування покриттів) при температурі більшій, як 0,4 Тпл,. можлива повзність по міжчастинковим перекладкам і дислокації можуть рухатись не тільки сковзанням, але й переповзанням через бар'єри Пайєрлса. Швидкість деформації міжчастинкової зони порівнянно з полікристалами осердя частинок буде вищою, і еволюція дислокаційної структури під впливом акустичної енергії впливатиме і на теплофізичні процеси при стружкоутворенні.

Високий індекс гетерогенності покриттів характеризує технологічну систему при їх механічній обробці як термодинамічно нестійку. Підсумований ефект дії збурюючих факторів при вібромеханічному різанні покриття є більшим, ніж сума ефектів кожного окремого збурюючого фактора. Вплив швидкості різання ГТП на стійкість інструмента оцінюється як за температурним, так і за деформаційним факторами, що враховує деформаційні процеси зміцнення-знеміцнення. Заміна додаткової теплової активації для підсилення ефекту знеміцнення покриття при різанні акустичною активацією є енергетично вигідною з позиції синергетики. Для оцінки потужності акустичної енергії за характером дії еквівалентої тепловій в роботі використовувалася така залежність:

, (10)

де - потужність акустичної енергії за характером дії еквівалентої тепловій;

- питома робота пластичної деформації і тепла;

- тангенційна складова сили різання;

- швидкість різання;

- фактичний об'єм матеріалу, який знімається;

- механічний еквівалент енергії.

Енергетичне порівняння тепла і високочастотних коливань здійснювалось методом оцінки результатів впливу відповідних джерел енергії на складові сили різання. На рис. 4 зображені експериментальні залежності (крива 1), (крива 2) при звичайному різанні і (крива 3) з акустичною активацією. Обточувалось плазмоводугове покриття ПГ-СР3 товщиною 800 мкм з постійними значеннями мм і мм/об.

Незалежно від модуля пошкоджуваності покриття Мс і методу напилення, зменшення або додаткова акустична активація викликає підвищення стійкості інструмента Т. Горбоподібність і немонотонність кривої 2 свідчить про утворення на передній поверхні інструмента (ППІ) загальмованого шару покриття. В діапазоні = 0,5-0,8 м/с акустична активація зони різання за рахунок знеміцнення оброблюваного матеріалу (штучне підвищення оС від 500 до 1000оС) дає можливість підвищити стійкість інструмента в 1,5-1,7 разу або інтенсифікувати процес різання.

Проведений теплофізичний аналіз вібромеханічної лезової обробки ГТП дав змогу розрахувати і експериментально визначити температури і температурні поля на робочих поверхнях інструмента та поверхні покриття з урахуванням безперервності або переривчастості контакту між ними. Температурне поле в будь-який момент часу після переривання контакту між інструментом і заготовкою та зупинки дії теплового джерела, що характеризується часом р, визначалось як різниця температурних полів при дії джерела і стоку тепла в інтервалі часу -р. Зниження температури при перериванні контакту та охолодження різального клина в результаті теплообміну з навколишнім середовищем розраховувалось за формулами

,

, (11)

де - коефіцієнт тепловіддачі поверхонь інструмента або заготовки в навколишнє середовище;

- температури поверхні і навколишнього середовища.

На рис. 5 а зображені температурні поля та інтенсивності тепловиділення при звичайному різанні покриття ПГ-СР3 і вібромеханічному різанні - рис. 5 б. Ізотерми знаходились експериментальним методом, а інтенсивності тепловиділення - розрахунковим. Індекс 1 відповідає = 0о, а індекс 2 - = -10о.

Аналіз ізотерм температурного поля показує, що для будь-якого методу обробки максимальні температури та інтенсивність тепловиділення формуються на незначній віддалі від різального леза, і його загострення сприяє зменшенню контактних температур. Високочастотні коливання інструмента знижують контактні температури та інтенсивність тепловиділень і порівняно із звичайним різанням на 15-20 %.

У п'ятому розділі досліджується стійкість різальних інструментів. Здійснюється теоретичне узагальнення та експериментальна перевірка впливу умов вібромеханічної обробки на спрацювання поверхонь інструмента та встановлення функціональних зв'язків між параметрами процесу стружкоутворення і мікромеханізмами руйнації інструментального матеріалу. Розгляд контактних матеріалів як дискретних атомно-молекулярних систем є основою для застосування кінематичної моделі лінійного додавання поверхонь пошкоджуваності в умовах фрикційної втоми. Представлення різального інструмента при накладанні коливань аналогом бойка чи штампа дає можливість розглядати пластичне деформування як процес дробового типу з незначним зсувом. Розв'язання задачі квазіпружного удару методами механіки з використанням теорії пружності і теорії хвильових процесів здійснювалось з урахуванням несуцільної зони між покриттям і основою. Сумарна пружна деформація між різцем і покриттям в результаті дії радіальної складової сили різання визначалась за формулою

, (12)

де - коефіцієнти відносної жорсткості;

- модуль пружності основи;

- рівноважний модуль пружності покриття.

Стійкість різального інструмента при імпульсному навантаженні залежить від властивостей поверхневого шару ППІ і заданій поверхні інструменту (ЗПІ), які змінюються в умовах складного напруженого стану. Залежність інтенсивності зношування киборитового різця від швидкості різання і подачі при обточуванні газополуменевого покриття ПГ-СР3 є нелінійною і немонотонною через різні фізичні механізми руйнування (рис. 6).

Глибина різання була постійною і становила 0,15 мм, що пояснюється необхідністю зняття дефектного шару і умовами врізання різального леза . Експериментально підтверджено, що як при звичайному, так і при вібромеханічному різанні зберігаються основні закономірності інтенсивності зношування киборитових пластинок по задній поверхні. Інтенсифікація режимів різання підвищує інтенсивність зношування, але при вібромеханічному різанні таке підвищення поступається аналогічним показникам при звичайному точінні в середньому на 20-25 %. Це пояснюється відсутністю проявів дифузійного та адгезійного механізмів зношування, хоча механізм втомного руйнування проявляється більшою мірою порівняно із звичайним точінням.

Оскільки при вібромеханічному різанні напруження зсуву по міжчастинковим зонам значно менші, ніж при звичайному різанні, а переміщення стружки відбувається рівномірно під впливом коротких силових імпульсів, то контактні напруження на ЗПІ на 20-30 % менші. Коефіцієнт зіступання стружки є об'єднаною комплексною характеристикою взаємодії інструментального і оброблюваного матеріалів, оскільки така взаємодія на ППІ і ЗПІ є єдиним контактним деформаційним процесом. При цьому довжина одного елемента стружки визначалась за формулою

(13)

де - діаметр заготовки;

- частота обертання;

- частота високочастотних коливань;

- коефіцієнт регулярності поруватої структури покриття.

Відносні деформації матеріалу ГТП при зрізанні шару з товщиною, що зменшується, є більшими, ніж при зрізанні шару з товщиною, що збільшується. Це пояснюється відмінностями коефіцієнта зіступання стружки при гармонічному коливанні кута зсуву . Загальна трибологічна оцінка контактної пари „інструмент-покриття” показує незначне підвищення стійкості інструмента, хоча спостерігається збільшення відколів через „спрацювання” механізму втоми. В умовах вібромеханічного різання адгезійна складова сили тертя буде відсутньою, а демпфіруюча складова змінюватиметься відповідно до інтенсивності дислокаційного поглинання акустичної енергії. При оптимальних режимах різання (V = 1,5 м/с; S = 0,05 мм/об; t = 0,15 мм) інтенсифікація примусової коливальної швидкості 2fА різального леза інструмента призводить до лінійного зростання зносу по задній поверхні h3, що пояснюється низьким опором кибориту циклічному навантаженню (рис. 7).

Декомпозиція розглядуваної триботехнічної системи на підсистеми 1-го рівня (контактна взаємодія за режимами різання, структурними, фізико-механічними та геометричними ознаками) і 2-го рівня (мікроструктурні перетворення в осерді частинок і міжчастинкових зонах покриття) показує, що вона самоорганізується на фрикційному рівні і в кінетичному розвитку може руйнуватись або виходити на принципово відмінне від вихідного стану положення стійкої чи нестійкої динамічної рівноваги. Напрямок розвитку процесів самоорганізації визначатиметься критерієм Пригожина-Гленсдорфа

,

де - ентропія та її виробництво.

Примусове введення в зону контакту „шліфувальний круг-покриття” високочастотних коливань малої амплітуди підвищує стійкість абразивного інструмента, знижує термосилову напруженість в зоні контакту. Цей ефект пояснюється зміною рівня напруженості зв'язки круга і, відповідно, її твердості:

, (14)

де - постійний коефіцієнт;

- глибина впровадження індентора;

- сила вдавлювання.

Суперпозиція критичної сили утримання абразивних зерен і тангенційної складової сили різання, що прагне виламати зерно із зв'язки, дає змогу регулюванням інтенсивності високочастотних коливань забезпечити роботу круга в режимі самозаточування.

В шостому розділі здійснено теоретико-експериментальну оцінку параметрів якості поверхневого шару покриттів. Формування мікрогеометричних параметрів поверхневого шару ГТП при звичайному різанні здійснюється під впливом детермінованих кінематико-геометричних факторів і збурюючих трибологічних факторів невпорядкованого характеру дії:

, (15)

де - розрахунковий параметр шорсткості, що враховує детерміновані фактори;

- зміна шорсткості під впливом гармонічних коливань;

- зміна шорсткості через пластичну деформацію;

- зміна шорсткості через поруватість.

На відміну від звичайного різання, при вібромеханічній обробці складова шорсткості , що виникає під впливом збурюючих факторів внутрішньої і зовнішньої природи, суттєво зменшується завдяки стабілізації у просторі положення різального леза інструмента. Оскільки як і прирощення величини подачі та глибини різання буде мінімальним при накладанні високочастотних коливань, то буде прагнути до нуля.

Формування мікрогеометричного профілю на опорних площинах поверхні ГТП при закритій поруватості (патент України 25530А) в умовах вібромеханічного шліфування здійснюється за експлуатаційною і проектною схематизацією. Імітаційне моделювання процесу вібромеханічного шліфування покриттів виконувалось шляхом послідовної побудови на ПЕОМ профілю поверхні деталі у перетині перпендикулярному руху абразивного зерна (АЗ). Замість аналізу роботи кожного окремого зерна розглядавсь приведений профіль робочої поверхні круга.

Фактична кількість перетинів робочими АЗ мікропрофілю поверхні деталі розраховувалась за законом Пуассона:

, (16)

де - середня кількість перетинів мікропрофілю поверхні деталі.

На основі теорії імовірності отримана розрахункова залежність шорсткості поверхні деталі з урахуванням пластичного видавлювання , закритої поруватості і часткової компенсації невпорядкованих коливань :

, (17)

де - швидкість занурення А3 в оброблюваний матеріал;

- швидкість шліфувального круга;

- середнє квадратичне відхилення вильоту АЗ із зв'язки;

- кут при вершині АЗ;

- кількість АЗ у розрахунковому об'ємі зв'язки.

Накладання примусових коливань збільшує кількість робочих АЗ на 15-18 % за рахунок їх поповнення дряпаючими зернами (рис. 8).

Застосування високочастотних коливань при лезовій обробці стабілізує динамічну неврівноваженість елементів технологічної системи, яка збільшується через зростання фаски на ЗПІ. Така стабілізація зменшує шорсткість, але до критичного параметра мм (рис. 9). Подальше збільшення викликає зростання сил і та вібрацій, які вже не можуть компенсуватись примусовими коливаннями, і шорсткість починає повільно зростати.

Напружено-деформований стан покриття трансформується на кожному етапі його „життя” (формоутворення, механообробка, експлуатація) під впливом термосилових факторів. Для розрахунку залишкових напружень після різних методів обробки використовувалась відкоректована автором для покриттів формула Н. С. Колєва:

, (18)

де - підсумована деформація розрізаного зразка, мм;

- вихідна товщина зразка, мм;

- підсумована товщина щавлених шарів, мм; - довжина щавленої поверхні зразка, мм;

і - модулі пружності основного і напиленого матеріалів, гПа;

- кількість шарів при циклічному напиленні;

- коефіцієнт регулярності поруватої структури.

Експериментальна перевірка величини, характеру і глибини залягання внутрішніх залишкових напружень виконувалась за методикою академіка Н. Н. Давиденкова на розрізних кільцях з сталі 45 з плазмоводуговими покриттями ПГ-СР3 і СНГН-50 після звичайного і вібромеханічного різання (рис. 10).

У приповерховому шарі покриття ( мкм) після звичайного різання мають місце залишкові напруження (ЗН) розтягнення. Після вібромеханічної обробки превалюють стискаючі напруження. Після звичайного обточування покриттів киборитовим інструментом ЗН на глибині залягання 300 мкм мають максимальні значення, які можуть призвести до руйнування покриття. Накладання високочастотних коливань знижує максимальні значення порівняно із звичайним точінням на 40-43 %, що є навіть нижчим за максимальний рівень ЗН після формоутворення покриття.

У сьомому розділі подані результати оптимізації параметрів якості, трибологічних досліджень і промислової апробації розроблених технологій.

Для компенсації дії збурюючих впливів через гетерогенність покриттів у технологічну систему введено компенсуючий контур регулювання - систему автоматизованого адаптивного контролю (ААК). Контрольованим параметром внутрішньої оптимізації визначено рівень амплітудно-частотної характеристики вимушених коливань від збурюючих факторів.

Мінімізація хаотичних коливань інструмента і параметра забезпечується демпфіруючою дією накладених на процес різання високочастотних коливань. Прирощення динамічної жорсткості за кожний цикл включення магнітострикційних вібраторів визначається відповідно до нерівності

,

де і - амплітуди високочастотних коливань попереднього і наступного циклів.

Установка працює в двох режимах: а) вібромеханічної обробки в умовах режимів різання і вібрацій, які визначені заздалегідь експериментальним методом; б) вібромеханічної обробки в умовах адаптивного автоматичного контролю (ААК). В останьому випадку універсальний динамометр 4 забезпечує роботу другого контуру системи ААК - підтвердження спрацювання давачів - акселерометрів по складовій сили різання . Робота системи ААК є ефективною при обробці напилених альтернативних покриттів та малодосліджених матеріалів. Програмне забезпечення цієї системи враховує вхідні дані процесу різання і визначає найменшу кількість ітерацій для досягнення динамічної стабілізації.

Трибологічні дослідження деталей-тіл обертання із зносостійкими покриттями після альтернативних методів механічної обробки здійснювались в два етапи: а) на першому етапі визначалась загальна стійкісна характеристика трибопари на серійній машині тертя СМЦ-2; б) на другому етапі проводились лабораторні випробування зносостійкості пари „колінчастий вал-вкладник” двигуна внутрішнього згоряння автомобіля ГАЗ-53А на спеціальній установці в умовах реального навантаження.

Характер залежності зносу покриття ПГ-СР3 в парі з бабітом від поруватості і температури контакту не змінюється принципово від методу попередньої обробки, але після алмазного вібромеханічного шліфування інтенсивність зношування є меншою за рахунок зниження і загального рівня пошкоджуваності покриттів. Поверхневий шар як енергоємний канал, по якому підводиться ззовні хвилями пружних і пластичних деформацій енергія, має менший опір проходженню енергії і руйнується повільніше, ніж шар покриття після звичайного методу обробки. Втомний характер руйнування відзначається в активному контактному шарі, що має таку товщину:

, (19)

де - питомі розпушуючі контактні напруження.

Для промислового впровадження розроблених технологій шліфування деталей з ГТП плоскої форми був спроектований і виготовлений спеціальний вібростіл на плоскошліфувальний напівавтомат моделі 3Г71М.

На чорнових операціях шліфування покриттів Al2O3+TiO2 товщиною 400-450 мкм алмазним кругом АС-4-100/80-В1-01-1-100 % забезпечувалась висока продуктивність. Довжина хвилі (частота) коливань забезпечувалась методом регулювання генератора імпульсів магнітостриктора і приводилась у відповідність до товщини покриття. На чистових операціях розв'язувалась задача забезпечення параметрів якості поверхневого шару покриття і його мінімальний рівень пошкоджуваності, тому амплітуда коливань регулювалась відповідно до величини зернистості напилюваного порошкового матеріалу і була їй кратною (табл. 2).