Науково-технічні основи підвищення ефективності вібромеханічної обробки газотермічних покриттів
Вібромеханічна обробка газотермічних покриттів лезовим і абразивним інструментом зі звичайних і надтвердих інструментальних матеріалів. Особливості механічної і акустичної взаємодії елементів системи "інструмент-покриття-основа" при обробці різанням.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 28.07.2014 |
Размер файла | 149,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Таблиця 2
Рекомендації режимів різання і вібрацій
Назва і шифр деталі |
Характеристика шліфувального круга |
Параметри |
Шорсткість , мкм (без пор) |
||||||
Шліфування |
високочастотні коливання |
||||||||
, м/с |
, м/хв |
, мм/подв.хід |
, мм |
, мкм |
, кГц |
||||
Пластина нижня ТІ-130.020.007 |
АС15-160/125-М1-01-100% |
Чорнове шліфування |
|||||||
28-30 |
5,6-6,4 |
2,0-2,5 |
0,04 |
10 |
18,5 |
0,85 |
|||
Пластина бокова ТІ-130.020.009 |
АС15-160/125-М1-01-100% |
28-30 |
5,6-6,4 |
2,0-2,5 |
0,04 |
10 |
19,0 |
1,25 |
|
Диск ущільнення КУ-10.068. 002 |
АС15-160/125-М1-01-100% |
25-28 |
5,0-5,8 |
1,6-2,0 |
0,04 |
10 |
18,0 |
0,85 |
|
Пластина нижня ТІ-130.020.007 |
АС6-100/80-В3-01-100% |
Чистове шліфування |
|||||||
28-30 |
4,8-5,2 |
1,5-1,8 |
0,02 |
5-8 |
20-22 |
0,40 |
|||
Пластина бокова ТІ-130.020.009 |
АС6-100/80-В3-01-100% |
28-30 |
4,8-5,2 |
1,5-1,8 |
0,02 |
5-8 |
20-22 |
0,32 |
|
Диск ущільнення КУ-10.068. 002 |
АС6-100/80-В3-01-100% |
28-30 |
5,0-5,5 |
1,8-2,0 |
0,02 |
5-8 |
20-22 |
0,32 |
Впровадження технологій вібромеханічного різання лезовим і абразивним інструментами дало змогу отримати значний економічний і соціальний ефект за рахунок збільшення ресурсу експлуатації зміцнених або відновлених деталей, зменшення загальних енерговитрат на операціях механічної обробки.
ВИСНОВКИ
В результаті виконання експериментально-теоретичних досліджень вирішена важлива науково-технічна проблема народно-господарського значення, що полягає в комплексному керуванні процесами механічної і акустичної взаємодії в елементах системи „інструмент-покриття-основа”, яке дає змогу зменшити загальні енергетичні витрати на стружкоутворення при лезовій і абразивній обробці, знизити рівень внутрішніх залишкових напружень покриттів, усунути автоколивання різального інструмента і забезпечити термосилове розвантаження перехідної зони „покриття-основа”, що було неможливим при традиційних методах обробки.
У роботі одержані такі найбільш істотні теоретичні і практичні результати:
1. Головний методологічний підхід роботи базується на розгляді об'єкта досліджень як гетерогенної композиції, послабленої перехідною зоною, а процесу різання - як процесу комбінованої дії на покриття механічної та акустичної енергії, що здійснює його руйнацію з мінімальними енергетичними витратами і знижує внутрішню напруженість до безпечного рівня. В рамках такого підходу запропоновано зменшувати похибку настроювання технологічної системи шляхом стабілізації положення різального леза інструмента і використання пружних властивостей покриття - як окремого елемента технологічної системи.
2. Розроблені фізичні та імітаційні моделі контактної взаємодії інструмента і покриття з перехідною зоною в умовах вимушених високочастотних коливань, які розкривають сутність зниження сил різання, тертя і формування мікропрофілю поверхні. Періодичний поворот векторів сил тертя на передній і задній поверхнях інструмента при тангенціальних та радіальних вимушених високочастотних коливаннях пришвидшує рух стружки і знижує початково високий коефіцієнт тертя між покриттям та інструментом. Вперше встановлено, що зниження сил різання покриттів є можливим при такій орієнтації напрямку високочастотних коливань, коли площина зсуву збігається із розташуванням міжчастинкової зони і коли амплітуда коливань є співмірною з розміром напилюваних частинок (Держпатенти України № 37532А від 15.05.2001 і № 42166А від 15.10.2001).
3. Обґрунтований метод підвищення динамічної жорсткості перехідної зони за рахунок примусових коливань інструмента або заготовки. При здійсненні таких коливань в процесі обробки динамічна компонента невпорядкованих рухів відтиснення заготовки і регенеративний ефект автоколивального „розгойдування” технологічної системи суттєво зменшуються, а динамічна жорсткість підвищується внаслідок демпфірування і часткової нейтралізації автоколивань.
4. Виявлено закономірності зниження адгезійної міцності ГТП внаслідок дії при різанні збурюючих факторів різної фізичної природи. Розроблено новий метод гальмування розвитку технологічноспадкоємних мікротріщин на цій межі розподілу „покриття-основа” та їх часткове „заліковування” шляхом вибору високочастотної частоти примусових коливань, співмірної з фактичною товщиною покриття, і відповідної нейтралізації невпорядкованих коливань інструмента (Держпатент України №39368А від 15.06.2001).
5. В результаті вібромеханічного різання ГТП встановлено закономірний взаємозв'язок між феноменологічною і дислокаційною моделями втомного руйнування межі розподілу „покриття-основа” з активним проявом ефекту Блага-Лангеннекера, що підвищує пластичність матеріалу навколо макротріщини-пори, стабілізує залишкову напруженість і сприяє „заліковуванню” мікротріщин. Експериментально отримані кінетичні діаграми втомного руйнування досліджуваних покриттів після традиційного і вібромеханічного радіального та тангенціального різання пояснюють процес гальмування розвитку технологічноспадкоэмних втомних мікротріщин дислокаційним поглинанням енергії високочастотних коливань.
6. Вперше розроблений і апробований при вібромеханічній обробці метод акустичної активації матеріалу ГТП енергією, що за характером дії еквівалентна тепловій енергії в межах оптимальної для кибориту температури різання. Це дало змогу знеміцнити оброблюваний матеріал і на величину механічного еквівалента за характером дії акустичної енергії інтенсифікувати процес стружкоутворення та підвищити стійкість інструмента.
7. Вивчено закономірності теплофізичних явищ при переривчастому контакті між інструментом і покриттям та експериментально показано, що зміна переднього кута від -10о до 0о зменшує контактні температури через поліпшення умов пластичної деформації, а при вібромеханічному різанні на інтенсивність тепловиділення впливають конкуруючі фактори: стрибкоподібне зростання припуску, який знімається протягом 2/3 періоду коливань і еквівалентна за характером дії тепловій акустична активація зони стружкоутворення. Результуюча дія цих факторів знижує контактні температури до 20 % порівняно із звичайним різанням.
8. Розкриті особливості взаємозв'язків між параметрами процесу стружкоутворення і мікромеханізмами руйнації інструментального матеріалу на основі аналізу стохастичної моделі зношування і переходу режиму контактування від кінематично вільного при звичайному точінні до кінематично змішаного при вібромеханічному точінні. Встановлено зниження коефіцієнта зіступання стружки та контактних напружень на 20-30 % між “інструментом-штампом” і покриттям при квазіпружному дробовому деформуванні. Обґрунтовується явище демпфірування руйнівних для перехідного шару хаотичних напружень і загальне зменшення інтенсивності зношування інструмента як результату суперпозиції дії втомного, дифузійного та адгезійного механізмів.
9. Експериментально підтверджено можливість підвищення стійкості шліфувальних кругів завдяки зміні твердості зв'язки при акустичному опроміненні хвилями з високою частотою. Це дає змогу одним кругом із звичайних абразивних матеріалів здійснювати чорнову і чистову операції шліфування самофлюсівних газополуменевих покриттів і підтримувати експлуатацію шліфувального круга в режимі самозаточування.
10. Розроблено концепцію формування поверхневого шару при комбінованому різанні, згідно з якою основними факторами впливу на поверхневий шар є не тільки детерміновані кінетико-геометричні фактори, але й процеси адсорбційного пластифікування. Встановлено геометричний принцип формування мікрогеометричних параметрів на основі імітаційно дослідженої номограми визначення типів абразивних зерен на робочій поверхні шліфувального круга та за відомими значеннями їх кількості, розподілення по висоті і довжині профілю круга. Розроблені автором методи закриття поверхневої поруватості (Держпатент України на винахід №25530А від 30.10.98) дають змогу оцінити фактичну шорсткість опорних площинок покриття і здійснити порівняльний аналіз результативності методів обробки.
11. Теоретично доведено і експериментально підтверджено, що динамічна стабілізація високочастотними коливаннями процесу різання і зниження шорсткості поверхні здійснюється при фактичній фасці зносу інструмента по задній поверхні меншій, як 0,3 мм. Встановлено, що загальне зниження наклепу поверхневого шару після вібромеханічного різання становить 10-15 %, а залишкові напруження стиснення є стійкими на глибині залягання 150-250 мкм. Їх величина знаходиться в межах напруженості, яка сформована після напилення і є нижчою від залишкової напруженості після звичайного різання.
12. Розв'язана стратегічна задача внутрішньої і зовнішньої оптимізації методами градієнтного пошуку і крутого сходження. При постійних значеннях амплітуди і частоти високочастотних коливань встановлено оптимальні режими вібромеханічного різання за умов -критеріальної оцінки шорсткості поверхневого шару. Розроблено систему активного адаптивного контролю для динамічної стабілізації процесу вібромеханічної обробки покриттів.
13. Запропонований для оцінки ефективності комбінованої обробки і експериментально підтверджений структурний модуль трибопошкодженості, який враховує зростання під впливом акустичної активації фактичної енергоємності покриття, що підвищує довговічність роботи контактної пари та дає змогу прогнозувати її надійність. Загальне зниження структурного модуля трибопошкодженості при випробуваннях деталей з покриттями на тертя та спрацювання становить 25-30 %.
14. Промислова апробація і широке впровадження розроблених технологій на машинобудівних і ремонтних підприємствах України дали змогу підвищити ефективність виробництва за рахунок поліпшення параметрів якості відновлених деталей та суттєвого зниження рівня залишкових внутрішніх напружень, а також за рахунок підвищення продуктивності обробки порівняно із традиційною бробкою інструментами з твердих і надтвердих матеріалів у 1,2-3,5 разу.
СПИСОК ОСНОВНИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Пилипенко О.М. Вібраційна обробка газотермічних покриттів. - Черкаси: Сіяч, 2000. - 203 с.
2. Пилипенко А.М. Алмазное шлифование плазменных керамических покрытий // Сверхтвердые материалы. - 1990. - № 3. - С. 57-60.
3. Пилипенко А.М., Мироненко В.В., Юрченко Ю.Д. Остаточные напряжения в плазменных покрытиях после шлифования // Сверхтвердые материалы. - 1993. - № 4. - С. 40-42.
4. Пилипенко О.М. Структурно-функціональний аналіз оброблюваності зносостійких покриттів // Машинознавство. - 1997. - № 1. - С. 31-33.
5. Пилипенко О.М. Особливості ультразвукового шліфування // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 1999. - № 10. - С. 77-79.
6. Пилипенко О.М. Підвищення адгезійної міцності покриттів при ультразвуковому шліфуванні // Вісник Східноукраїнського державного університету. - 2000. - № 1. - С. 99-106.
7. Пилипенко О.М. Вібраційне шліфування покриттів // Машинознавство. - 1999. - № 11. - С. 40-42.
8. Пилипенко О.М. Синергетичний підхід у процесах стружкоутворення та спрацювання інструментів при віброрізанні покриттів // Машинознавство. - 2003. - № 2. - С. 34-37.
9. Пилипенко О.М. Зниження напруженості газотермічних покриттів при ультразвуковому різанні // Збір. наук. пр. Кіровоградського державного технічного універститету. - Вип. 9. - 2001. - С. 119-126.
10. Пилипенко А.М. Вибрационное поле при алмазном шлифовании покрытий // Сверхтвердые материалы. - 1999. - № 3. - С. 66-71.
11. Пилипенко О.М. Розвиток мікротріщин у газотермічних покриттях при навантаженні // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту - 2000. - № 3. - С. 109-114.
12. Пилипенко О.М. Застосування вимушених коливань для динамічної стабілізації різання покриттів // Машинознавство. - 2001. - № 1. - С. 32-35.
13. Пилипенко О.М. Вплив віброрізання на напружено-деформований стан покриттів // Машинознавство. - 2002. - № 2. - С. 43-45.
14. Пилипенко О.М., Власюк В.В. Двохстадійна оптимізація при вібромеханічній обробці газотермічних покриттів // Вісник Східноукраїнського державного університету. - 2003. - № 11. - С. 41-45.
15. Пилипенко О.М. Дислокаційно-енергетичний стан покриттів при ультразвуковому різанні // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 2001. - Спецвипуск. - С. 248-252.
16. Пилипенко О.М. Динамічна стабілізація різання газотермічних покриттів // Нові матеріали і технології в металургії і машинобудуванні. Запоріжжя: Запорізький національний університет, - 2002. - № 1. - С. 62-66.
17. Пилипенко О.М. Дослідження енергоємності віброрізання захисних покриттів // Зб. наук. пр. Кіровоградського державного технічного університету. - 2002. - Вип. 11. - С. 38-43.
18. Пилипенко О.М. Віброшліфування зносостійких покриттів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1998. - № 2. - С. 127-129.
19. Пилипенко О.М. Особливості кінематики віброшліфування // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1998. - № 3. - С. 138-140.
20. Пилипенко О.М. Стружкоутворення при віброшліфуванні // Машинознавство. - 1998. - № 8. - С. 29-31.
21. Пилипенко О.М. Комбінована обробка газотермічних покриттів // Сучасні процеси механічної обробки інструментами з НТМ та якість поверхні деталей машин: Зб. наук. пр. - Серія Г. - К.: ІНМ НАНУ, 2001. - С. 97-107.
22. Пилипенко О.М. Теплофізичний аналіз вібраційної лезової обробки газотермічних покриттів // Вісник Черкаського державного технологічного університету. - 2002. - № 3. - С. 107-113.
23. Пилипенко О.М. Шорсткість газотермічних покриттів після комбінованої обробки. // Зб. наук. пр. Кіровоградського державного технологічного університету. - 2003. - Вип. 12. - С. 87-94.
24. Пилипенко О.М. Передумови вібраційного шліфування покриттів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1998. - № 1. - С. 89-92.
25. Пилипенко О.М. Формування мікрорельєфу поверхні деталі при віброшліфуванні // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1999. - № 1. - С. 64-69.
26. Пилипенко О.М. Вплив ультразвукового різання на рівень ушкоджуваності покриттів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 2000. - № 2. - С. 136-139.
27. Пилипенко О.М. Еволюція дислокаційної структури газотермічних покриттів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 2000. - № 4. - С. 114-126.
28. Пилипенко О.М., Биков В.І. Зносостійкість металізаційних покриттів в умовах прискорених випробувань // Проблеми трибології. - Хмельницький, 1996. - № 1. - С. 92-96.
29. Пилипенко О.М., Братко О.В. Сили різання і шорсткість поверхні при точінні покриттів киборитовим інструментом // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1999. - № 3. - С. 41-49.
30. Пилипенко О.М., Братко О.В., Осінній Є.О. Трибологічна установка ВМ-03 для деталей - тіл обертання // Проблеми трибології. - Хмельницький, 2003. - № 1. - С. 24-30.
31. Братко О.В., Пилипенко О.М. Установка для дослідження процесу вібраційного шліфування зносостійких покриттів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 1999. - № 2. - С. 80-82.
32. Пилипенко О.М., Власюк В.В. Аналіз сучасних поглядів на природу різання важкооброблюваних матеріалів // Вісник Житомирського державного технологічного університету - 2003. - № 2. - С. 137-142.
33. Пилипенко А.М. Вибрационное шлифование износостойких покрытий // Тяжелое машиностроение. - 1999. - № 2. - С. 22-24.
34. Пилипенко А.М. Обработка покритий комбинированным методом // Сварочное производство. - М, 2002. - № 6. - С. 23-29.
35. Мироненко В., Пилипенко А., Юрченко Ю. Снижение остаточных напряжений в плазменных самофлюсующихся покрытиях после чистовой обработки лезвийным инструментом // Інформатизація та нові технології. - К., 1993. - № 3-4. - С. 47-79.
36. Пилипенко О.М., Полонський Л.Г. Деякі аспекти інтенсифікації шліфування газотермічних покриттів // Вісник Житомирського інженерно-технологічного інституту. - 2002. - № 13. - С. 14-17.
37. Pylypenko A.M., Polonsky L.G. Vibration cutting of gas-thermal coatings. Mechanics - 2000. - Polska, Pzeszow, June 2000, - Р. 315-318.
38. Пилипенко А.М., Полонский Л.Г. Снижение повреждаемости покрытий при ультразвуковом резании: Сб. науч. тр. Белорусской государственной политехнической академии. (Белоруссия). Наука и технология на рубеже ХХІ века. - Минск: Технопринт, 2000. - С. 64-69.
39. Пилипенко О.М., Братко О.В. Самоорганізація зношування різального інструмента при лезовій віброобробці покриттів // Зб. наук. пр. Кіровоградського державного технічного університету. - 2003. - Вип. 13. - С. 66-71.
40. Пат. 39368А Україна, МПК6 В23Р13/02. Спосіб механічної обробки конструкційних матеріалів: Пат. 39368А Україна, МПК6 В23Р13/02. Пилипенко О. М. - Заявл. 12.06.2000; Обубл. 15.06.2001. Бюл. № 5. - 1 с.
41. Пат. 42166А Україна, МПК6 В23Р13/02. Спосіб механічної обробки конструкційних матеріалів: Пат. 42166А Україна, МПК6 В23Р13/02. Пилипенко О. М. - Заявл. 11.07.2000; Опубл. 15.10.2001. Бюл. № 9. - 1 с.
42. Пат. 238 Україна, МПК6 G01№9/04. Пристрій для визначення міцності зчеплення покриттів з основним матеріалом: Пат. 238 Україна, МПК6 G01№9/04. / Чорний Г.П., Пилипенко О.М. - Заявл. 08.05.97; Опубл. 30.10.98. Бюл. № 5. - 2 с.
43. Пат. 37532А Україна, МПК6 В23Р13/02. Спосіб механічної обробки конструкційних матеріалів: Пат. 37532А Україна, МПК6 В23Р13/02. Пилипенко О.М. - Заявл. 19.07.99; Опубл. 15.05.2001. Бюл. № 4. - 2 с.
44. Пат. 25530А Україна, МПК6 С23С18/36. Спосіб поверхневого зміцнення виробів з композиційних матеріалів: Пат. 25530А Україна, МПК6 С23С18/36. Таньков К.М., Пилипенко О.М., Чорний Г.П. - Заявл. 10.06.97; Опубл. 30.10.98.
45. Пилипенко А.М. Комбинированная обработка покрытий: Сб. науч. тр. Полоцкого госуниверситета (Белоруссия). Теоретические и технологические основы упрочнения и восстановления изделий машиностроения. - Новополоцк: Технопринт, 2001. - С. 675-683.
АНОТАЦІЇ
інструмент різання абразивний покриття
Пилипенко О.М. Науково-технічні основи підвищення ефективності вібромеханічної обробки газотермічних покриттів.
Автореферат дисертації на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти. - Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, Київ, 2004.
Розроблені наукові основи вібромеханічної обробки газотермічних покриттів лезовим і абразивним інструментом з звичайних і надтвердих інструментальних матеріалів, які включають: особливості механічної і акустичної взаємодії елементів системи „інструмент-покриття-основа” при обробці різанням; термосилові закономірності лезової і абразивної обробки гетерогенних композиційних матеріалів напилених покриттів лезовим інструментом з кубічного нітриду бору і абразивним інструментом з штучних алмазів; особливості стабілізації початкового рівня пошкоджуваності покриттів, або загального його зниження за рахунок дислокаційного поглинання енергії високочастотних коливань; особливості розвантаження межі розподілу „покриття-основа” від хаотичних імпульсних сил різання; методологію знеміцнення покриття та інтенсифікації його різання шляхом введення в зону контакту акустичної енергії, еквівалентної за характером дії тепловій енергії; комплексну оцінку параметрів якості поверхневого шару під впливом механічного і акустичного факторів з аналітичною оцінкою демпфіруючого впливу гармонійних високочастотних коливань на шорсткість опорних площинок профілю; прогнозування і оцінку експлуатаційної надійності відновлених або зміцнених деталей на основі показників стану поверхневого шару покриттів після вібромеханічної обробки та структурного модуля трибопошкодження.
Розроблені рекомендації з вибору режимів різання і вібрацій лезової та абразивної вібромеханічної обробки газотермічних покриттів, конструкції верстатних пристроїв, магнітострикційних приводів і інструментів.
Ключові слова: покриття, напилення, гетерогенність, примусове коливання, вібромеханічна обробка, технологія, сили різання, температура.
Пилипенко А.М. Научно-технические основы повышения еффективности вибромеханической обработки газотермических покрытий.
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.03.01 - процессы механической обработки, станки и инструменты. - Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, Киев, 2004.
Цель работы - разработка научно-технических основ процесса высокоэффективной комбинированной обработки газотермических покрытий лезвийными и абразивными инструментами из обычных и сверхтвердых материалов на основе минимизации энергетических затрат с стабилизацией начального уровня повреждаемости структуры или общего его снижения за счет комбинированного воздействия на механизмы стружкообразования механической и акустической энергий.
Общий методологический подход базируется на рассмотрении объекта исследований как гетерогенной композиции, которая ослаблена переходной зоной, а процесса резания - как комбинированного воздействия на покрытие механической и акустической энергии, которое осуществляет его разрушение с минимальными энергетическими затратами и понижает внутреннюю напряженность до безопасного уровня.
Разработаны физические и имитационные модели контактного взаимодействия инструмента, покрытия и переходной зоны в условиях принудительных высокочастотных колебаний. Периодический поворот векторов сил трения на передней и задней поверхностях инструмента ускоряет движение стружки, снижает силы трения, а периодическое изменение угла сдвига в границах изменения амплитуды колебаний позволяет осуществлять относительный сдвиг при стружкообразовании с минимальным сопротивлением резанию.
Предложена и обоснована концепция повышения динамической жесткости покрытий за счет демпфирующего свойства высокочастотных колебаний, что позволило уменьшить хаотическую систему отжима заготовки, избавиться от проявлений регенеративного эффекта при “раскачивании” технологической системы и снизить силовое нагружение границы раздела “покрытие-основа” с последующим торможением развития технологически наследственных усталостных микротрещин.
Впервые разработан при вибромеханической обработке метод акустической активации материала покрытия которая эквивалентна по характеру действия тепловой активации в границах оптимальной температуры резания. Разупрочнение материала покрытия на величину механического эквивалента тепловой энергии позволило интенсифицировать процесс резания.
Обоснована целесообразность рассмотрения стойкости инструмента, как “штампа” при квазиупругом дробном деформировании и контактировании с материалом покрытия. При этом установлено превуалирующий усталостный механизм разрушения инструментального материала, хотя результирующая стойкость инструмента повысилась на 15-20 % за счет отсутствия адгезионного и диффузионного механизмов износа.
Получены результаты по оценке параметров микрогеометрии поверхностного слоя без учета открытой пористости и при действии двух эффектов: капиллярного и адсорбционного пластифицирования. Экспериментально установлено, что динамическая стабилизация процесса резания и соответсвующее снижение шероховатости поверхности обеспечивается при фактической фаске износа по задней поверхности режущего инструмента меньшей 0,3 мм, а общее снижение наклепа после вибромеханической обработки составляет 10-15 %.
Разработана и апробирована стратегия оптимизации вибромеханической обработки покрытий в статической и динамической интерпретации. Разработанная автоматизированная адаптивная система контроля позволяет демпфировать неупорядоченные колебания методом последовательного приближения к оптимуму.
Предложена методика двухстадийных трибологических исследований с использованием структурного модуля трибоповреждаемости покрытий, позволяющая осуществлять выбор рациональных режимов обработки и прогнозировать надежность и долговечность упрочненных деталей.
Используя методологический подход, предложенный автором, представляется возможным снизить энергетические затраты на процесс обработки покрытий за счет рационального разрушения когезийных связей и стабилизации положения режущей кромки инструмента, устранить импульсные силовые нагрузки случайного характера на границу “покрытие-основа” и улучшить тем самым эксплуатационные параметры деталей. В сравнении с существующими технологиями обычного резания газотермических покрытий инструментом из сверхтвердых материалов удалось снизить уровень их повреждаемости, повысить производительность обработки за счет комбинированного воздействия механической и акустической энергии.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований объединены в систему, представляющую собой решение важной научно-технической проблемы механической обработки упрочненных износостойкими напыленными покрытиями.
Результаты исследований внедрены на 7 промышленных предприятиях Украины, выпускающих и восстанавливающих технологическое оборудование, сельскохозяйственные машины, транспортные средства.
Ключевые слова: покрытия, напыление, гетерогенность, колебания, вибромеханическая обработка, технология, сила резания, температура.
A.M. Pylypenko Scientific-technical basis of increase of effectiveness of vibro-mechanical processing of gas-thermal coverings.
The scientific bases of vibromechanical processing of gas-thermal coverings by razor a abrasive tools with ordinary a super hard tool materials, which include: the peculiarities of mechanical a acoustic interaction of elements of the system “tool-covering-basis” under the combined processing by cutting; thermo power regularities of razor a abrasive processing of coated coverings by a cubic borum nitride tool a artificial diamonds; the peculiarities of stabilization of the starting level of damage of coverings or its general decrease at the expense of dislocational absorbing of the energy of ultra sound oscillations; the peculiarities of unloading of boundary division “covering-basis” from chaotic impulses cutting fordes; methodology of the covering strengthening a intensification of its cutting by means of implementing in the contact zone acoustic energy equal to heat energy; complex evaluation of parameters of the quality of the surface layer under the influence of mechanical a acoustic factors with the analytic evaluation demphic influence of harmonious ultra-sound oscillations on hardness of strong point flatness of profile.
Recommendations concerning the choice of regimes of cutting a vibrations of razor a abrasive vibro mechanical processing of gas-thermal coverings, constructions of machine - tool devices, magnetic stricting instruments have been developed.
The key-words: covering, coating, heterogeneity, oscillation, vibromechanical processing, technology, cutting forces, temperature.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Аналіз сучасних досліджень із підвищення зносостійкості твердих тіл. Вплив структури поверхневих шарів на їхню зносостійкість. Газотермічні методи нанесення порошкових покриттів. Регуляція параметрів зношування композиційних покриттів системи Fe-Mn.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.02.2011Впровадження технології підвищення довговічності деталей машин (колінчастих валів дизельних двигунів та хрестовин карданних валів) нанесенням покриттів плазмово-порошковим методом, за рахунок розробки ефективного матеріалу та параметрів обробки.
автореферат [759,5 K], добавлен 11.04.2009Суть, призначення і методи обробки заготовок поверхневим пластичним деформуванням. Види деревношаруватих пластиків. Вихідні матеріали та способи їх виробництва. Свердлильні верстати і інструмент. Технічні характеристики вертикально-свердлильних верстатів.
контрольная работа [354,4 K], добавлен 04.02.2011Механізм росту покриття на стадії мікроплазменних розрядів. Основні моделі росту покриття. Осадження частинок з приелектродного шару. Синтез оксидокерамічних покриттів, фазовий склад. Головна перевага методу електродугового оксидування покриттів.
лекция [139,5 K], добавлен 29.03.2011Відмінність контактних процесів при взаємодії алмазного та нітридборного інструментів з оброблюваним матеріалом. Сили різання та теплові явища. Інтенсивність зносу різців та зносостійкість інструмента. Аналіз параметрів якості поверхневого прошарку.
реферат [2,5 M], добавлен 02.05.2011Наукова-технічна задача підвищення технологічних характеристик механічної обробки сталевих деталей (експлуатаційні властивості) шляхом розробки та застосування мастильно-охолоджуючих технологічних засобів з додатковою спеціальною полімерною компонентою.
автореферат [773,8 K], добавлен 11.04.2009Дослідження пластичної деформації, яка відбувається при обробці заготовок різанням під дією прикладених сил в металі поверхневого шару і супроводжується його зміцненням. Аналіз зміни глибини поширення наклепу в залежності від виду механічної обробки.
контрольная работа [540,7 K], добавлен 08.06.2011Підвищення ефективності гальмування поліпшенням умов взаємодії коліс з гальмівними колодками і рейками завдяки розвитку теорії і використання нових науково обґрунтованих технічних рішень. Зниження інтенсивності зношування елементів гальмівної системи.
автореферат [2,2 M], добавлен 11.04.2009Вибір матеріалів, розрахунок вибору заготовки. Використання технологічного оснащення та методи контролю. Розрахунок спеціального пристрою для механічної обробки шпинделя. Проектування дільниці механічного цеху, охорона праці. Оцінка ефективності рішень.
дипломная работа [641,9 K], добавлен 23.06.2009Сутність електроерозійних методів обробки металу, її різновиди; фізичні процеси, що відбуваються при обробці. Відмінні риси та основні, технологічні особливості і достоїнства електрохімічних методів. Технологічні процеси лазерної обробки матеріалів.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 15.09.2010