Лєщук Ірина Венедиктівна

Київ - 2008

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України, м. Київ

Науковий керівник:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Лавріненко Валерій Іванович, завідувач відділу, Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України

Офіційні опоненти : шліфування інструментальний різання

доктор технічних наук, професор Доброскок Володимир Ленінмирович, професор кафедри „Інтегровані технології в машинобудуванні”, НТУ „Харківський політехнічний інститут” Міносвіти і науки України

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Сохань Сергій Васильович, старший науковий співробітник, Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України

Захист відбудеться 24__квітня__ 2008 року о 1330 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.230.01 при Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України за адресою: 04074, м. Київ, вул. Автозаводська, 2.

З дисертацiєю можливо ознайомитися у бiблiотецi при Інституті надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України за адресою: 04074, м. Київ, вул. Автозаводська, 2.

Автореферат розiсланий 22 березня__ 2008 р.

В.о. вченого секретаря спецiалiзованої вченої ради, доктор технiчних наук, професор А.Л.Майстренко

Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Аналіз сучасного стану ринку інструментів в Україні свідчить про збільшення потреб виробництва у сучасних інструментальних матеріалах: швидкорізальних сталях, твердих сплавах, кераміці. Як наслідок, виникає, а в найближчий період ще більше загостриться, нагальна проблема, обумовлена необхідністю у ефективній обробці традиційних та нових інструментальних матеріалів. Особливо це є важливим для високопродуктивних процесів шліфування, коли необхідно забезпечити одночасно і високу якість оброблюваної поверхні і економічність обробки.

Для забезпечення цих умов необхідно мати надійний інструмент, зокрема шліфувальний, ефективність абразивної обробки яким базується на широкому використанні надтвердих матеріалів (НТМ) - алмазу та кубічного нітриду бору (КНБ). Тому, підвищення продуктивності обробки інструментальних матеріалів, зносостійкості шліфувальних кругів з НТМ та експлуатаційних показників оброблюваних різальних інструментів є надзвичайно актуальним.

Останнім часом для вирішення вказаних вище проблем використовують примусовий вплив на робочу поверхню кругу у вигляді абразивної правки або у вигляді впливу додаткової енергії на ріжучу поверхню. Це у багатьох випадках дозволяє досягти необхідного рівня ріжучої здатності кругів з НТМ, особливо для умов обробки таких важкооброблюваних інструментальних матеріалів, як кераміка, та забезпечити сприйнятну якість оброблюваної поверхні. Стримуючим фактором розширення областей застосування вказаних рішень є необхідність застосування спеціального обладнання або модернізації універсального, вирішення додаткових проблем екологічності процесу обробки та утилізації технологічних рідин (ТР), що дещо гальмує їх впровадження.

На наш погляд перспективним є інший напрямок - розробка засобів зміни характеристик робочого шару кругу у коловому напрямку, коли безпосередньо у процесі обробки забезпечується постійне відновлення ріжучої здатності кругу відносно відповідних умов обробки інструментальних матеріалів. У зв'язку з цим, пошук та розробка нових конструкцій спеціальних кругів з НТМ, що поєднують високу ефективність роботи надтвердих матеріалів та спрямовану зміну характеристик робочого шару безпосередньо у зоні різання, саме і повинні надати якісного стрибка у суттєвому поліпшенні зносостійкості кругів при продуктивній та якісній обробці важкооброблюваних інструментальних матеріалів, що є сучасною та актуальною задачею. Вирішенню її і присвячене виконане дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася у вiдповiдностi з планами науково-дослiдних робiт IНМ НАН України (теми 1044, 1834, 1847, 1952, 1953, 1955) з проблем 9.16.44. «Фізико-хімія та механіка контактної взаємодії НТМ з металами та неметалами при різному енергетичному впливі», 1.11.6 «Проблеми технології машинобудування», 2.24.2 «Розробка наукових основ створення композиційних матеріалів», ДНТП 05.43 «Ресурсозберігаючі технології механічної обробки і засобів з'єднання матеріалів», 04.04 «Високоефективні технології складального виробництва» (проекти 5.43.07/05-92 та 04.04.03/004к-95).

Мета і задачі дослідження полягали у підвищенні ефективності процесу шліфування інструментальних матеріалів збільшенням зносостійкості кругів з НТМ та якості оброблюваної поверхні за рахунок розробки та створення конструкцій спеціальних кругів, що поєднують ефективність роботи надтвердих матеріалів та спрямовану зміну характеристик робочого шару кругів безпосередньо у зоні різання.

Досягнення цієї мети визначало вирішення наступних задач :

§ встановити особливості напруженого стану системи “зерно-зв'язка” стосовно кругів з НТМ та його зв'язок із показниками процесу обробки;

§ визначити зв'язок між формозмінами ріжучої поверхні круга у коловому напрямку у процесі обробки та твердістю робочого шару;

§ дослідити особливості працездатності кругів з НТМ із спрямованою зміною характеристик робочого шару, що чергуються вздовж колового напрямку;

§ визначити вплив технологічних рідин на ріжучу поверхню кругів із різними характеристиками робочого шару;

§ провести дослідно-промислову перевірку ефективності розробок та розробити рекомендації щодо їх практичного застосування.

Об'єктом дослідження у цій роботі є процеси високопродуктивного шліфування інструментальних матеріалів та шліфувальні інструменти з надтвердих матеріалів.

Предмет досліджень - підвищення ефективності процесів шліфування інструментальних матеріалів за рахунок забезпечення умов спрямованої зміни характеристик робочого шару кругів з НТМ розробкою нової конструкції робочого шару круга.

Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження базувалися на основних положеннях теорії шліфування, теорії пружності, статистичних методів оцінки результатів досліджень, достатньо великим обсягом експериментальних досліджень. Експериментальні дослідження процесу шліфування інструментальних матеріалів, характеристик ріжучої поверхні кругу та якості оброблюваної поверхні здійснювалося із залученням методів профілометрії, оптичної та електронної мікроскопії, рентгенографії, металографії, потенціометрії.

Наукова новизна:

1. Виявлено, що при стандартних умовах пресування та спікання кругів з НТМ на металевих та полімерних зв'язках, за наявності жорстких бокових обмежень, обумовлених пресформою, в структурі їх робочого шару відбувається структурна орієнтація в напрямку дії дотичних напружень, які визначають орієнтування зерен в напрямку кутів 45 та 135о по відношенню до ріжучої поверхні, і розрахунками доведено, що у цьому випадку для забезпечення найменшого значення різниці максимальних напружень в зв'язці в місці її контакту з зерном необхідно не зменшувати, як це виходить з традиційного уявлення про відсутність такої орієнтації, а підвищувати в процесі шліфування величину коефіцієнта абразивного різання.

2. Показано, що при застосуванні шліфувального інструменту із секторним робочим шаром, коли основний ріжучий шар повинен бути зносостійким, а вставки мати підвищену ріжучу здатність, то останні для забезпечення постійного відновлення ріжучої здатності круга повинні мати таку характеристику, яка би в процесі шліфування забезпечувала коефіцієнт абразивного різання менший, аніж у основного шару.

3. Висунута та підтверджена гіпотеза про можливість зміни градієнту вмісту зв'язуючого у поверхневому шарі металевих композитів за рахунок термообробки та встановлені умови, які дозволяють спрямовано підвищувати твердість відповідного, наприклад основного, робочого шару спеціальних кругів.

4. Вперше досліджені експлуатаційні характеристики кругів з НТМ на металевих зв'язках із секторним ріжучим шаром, який має спрямовану зміну характеристик у зоні різання, та показано, що в цілому, сумарний ефект, який полягає у застосуванні зниженої зернистості шліфпорошків НТМ вставних секторів від 125/100 до 80/63 (63/50) та збільшенні твердості основного шару від 92-96 до 102-110 HRB, дозволяє у порівнянні із стандартними кругами майже в 3 рази підвищити зносостійкість секторних кругів та більше ніж в 2 рази зменшити ефективну потужність шліфування.

Практичне значення роботи :

- вперше розроблені 4 конструкції кругів з НТМ із секторним робочим шаром, які поєднують ефективність роботи надтвердих матеріалів та спрямовану зміну характеристик робочого шару безпосередньо у зоні різання;

- розроблена технічна документація на виготовлення нових конструкцій шліфувальних кругів з НТМ із секторним ріжучим шаром;

- запропоновано три нові склади технологічних рідин для шліфування твердих сплавів, швидкорізальних сталей та інструментальних керамік з урахуванням особливостей робочого шару секторних кругів;

- розроблені рекомендації по процесам шліфування інструментальних матеріалів секторними кругами з НТМ, проведена дослідно-промислова перевірка та впровадження розробок у ВАТ „Азовмаш” та НВФ „Карма”.

Особистий внесок здобувача. У дисертаційній роботі наведені результати досліджень, які були виконані автором або при безпосередній його участі. Розробка методик досліджень, аналіз і узагальнення одержаних результатів, формулювання основних узагальнюючих положень роботи виконані автором особисто.

З наукових результатів особистим внеском автора є:

визначення задач досліджень, розробка концепції та створення спеціальних секторних кругів з НТМ, які задовольняють вимогам продуктивної та якісної обробки інструментальних матеріалів;

дослідження умов зміни вмісту зв'язуючого у перехідних зонах секторів спеціальних кругів для покращення з'єднання секторів між собою;

визначення умов ефективної роботи шліфувальних кругів за рахунок підбору геометричних параметрів секторів та зміни їх характеристик;

обгрунтування вибору складу поляризованих технологічних рідин з урахуванням ефекту електрохімічної гетерогеності робочої поверхні секторних кругів у таких рідинах.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідалися на міжнародних та українських конференціях і семінарах: “Оптимизация процессов алмазно-абразивной обработки” (г. Волгоград, 1986 р.), VI krajowa konferencja «Teorie i technice obrobki materialow” (Krakow, 1990 р.), “Прогрессивная техника и технологии машиностроения” (м. Донецьк, 1995 р.), “Материалы, технология и инструмент: II конференция «Номатех-96»” (г. Минск, 1996 р.), “Композиционные материалы в промышленности” (м. Київ, 1999 р.), “Композиционные материалы в промышленности «Славполиком»” (м. Ялта, 2001, 2002 р.р.), “Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы «Шлифабразив-2001»” (г. Волжский, 2001 р.), “Машинобудування та металообробка - 2003” (м. Кіровоград, 2003 р.), “Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях” (м. Славське, 2005, р.), “Физические и компьютерные технологии” (м. Харків, 2005 р.), “Машиностроение и техносфера ХХІ века” (м. Донецьк-Севастополь, 2006, 2007 р.), “Високі технології в машинобудуванні” (м. Харків-Алушта, 2002, 2006, 2007 р.р.), “Современные проблемы подготовки производства, заготовительного производства, обработки, сборки и ремонта в промышленности и на транспорте” (м. Свалява, 2007, 2008 р.р.).

Публікації. За темою дисертації надруковано 22 праці, серед яких 1 брошура та 10 статей, що надруковані у виданнях, які входять до Переліків фахових видань ВАК України. Розробки захищені 7-ма авторськими свідоцтвами на винахід, патентом України та свідоцтвом на промисловий зразок.

Структура та об'єм роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 6 розділів, загальних висновків, переліку літератури з 136 найменувань і додатків. Вона викладена на 169 сторінках основного тексту з 36 рисунками та 27 таблицями. Загальний об'єм роботи складає 189 стор.

Основний зміст роботи

У вступі обгрунтовано актуальність, викладено загальну характеристику роботи, сформульовано мету і задачі дослідження, наведено основні наукові результати, практичне значення, апробацію роботи та кількість публікацій.

В першому розділі виконано аналіз особливостей шліфування сучасних інструментальних матеріалів, шляхів підвищення ефективності їх обробки з урахуванням конструкцій ріжучого шару кругів з НТМ, визначені напрямки досліджень спрямовані на підвищення ефективності роботи кругів. Показано, що у пошуку шляхів досягнення задовільної шліфуємості інструментальних матерiалiв багато уваги присвячено дослідженню процесів алмазно-абразивної обробки, у т.ч. з введенням додаткової енергії та використанням спецкругів, а саме в роботах Беззубенка М.К., Внукова Ю.М., Грабченка А.I., Доброскока В.Л., Залоги В.О., Захаренка І.П., Лавріненка В.І., Матюхи П.Г., Мішнаєвського Л.Л., Новiкова Ф.В., Савченка Ю.Я., Узуняна М.Д., Шепелєва А.О., Федоровича В.О., Якiмова О.В. та iн. Встановлено, що у багатьох випадках високопродуктивного знімання матерiалу при підвищенні продуктивності обробки спостерігається збільшення як інтенсивності зносу кругів, так і шорсткості обробленої поверхні.

Аналіз основних тенденцій по визначенню шляхів підвищення ефективності процесів обробки матеріалів з врахуванням такого явища, дозволив визначити два пріоритетні напрями досліджень, спрямовані на формування для певних, визначених умов обробки, відповідної характеристики робочого шару кругів з НТМ. Перший - пов'язаний з підбором характеристик (міцності, зернистості, концентрації) зерен НТМ та фізико-механічних властивостей зв'язуючого алмазно-абразивного композиту, а також відповідного впливу ТР на цей композит у процесі обробки з метою підвищення експлуатаційних властивостей кругів. Другий - передбачає розробку нових конструкцій шліфувальних кругів із різними комбінаціями чергування робочих шарів, що, у поєднанні з першим напрямом, забезпечило би покращення їх експлуатаційних показників у процесі шліфування.

З літератури відомі деякі приклади шаруватих кругів, але створення їх із спрямованою зміною шарів у коловому напрямку, коли безпосередньо у процесі обробки відбувається спрямоване поновлення ріжучої здатності круга, не проводилося. Пов'язано це з тим, що при розробках конструкцій таких кругів необхідно враховувати характеристику секторного робочого шару, геометричні співвідношення довжин секторів, особливості використання ТР для таких кругів. Деякі дослiдження по розробцi секторних кругів є відомими, але вiдсутня база для створення наукового пiдходу у цьому напрямку.

У другому розділі наведена низка досліджуваних матеріалів та методів обробки експериментів, наведено методики вимірювання параметрів процесу шліфування та виготовлення шаруватих кругів, апаратура та технічні засоби.

Для вирішення завдань роботи використовувалися відомі та спеціально розроблені методики досліджень. Дослідження провадилися на універсальному обладнанні з додатковою модернізацією для вивчення впливу електричного струму на процес обробки за умов торцевого шліфування, найбільш характерного для обробки поверхонь інструменту. Дослідження проводили на швидкоріжучих сталях (Р6М5, Р6М5Ф3 та ін.), безвольфрамових (ТН20) та вольфрамових (ВК8, ВК10ХОМ, ТТ20К9 та ін.) твердих сплавах, інструменттальних кераміках (ВО13, ВОК71 та ін.). У якості кругів з НТМ застосовували стандартні та розроблені спеціальні круги форм 6А2, 12А2-45О, 12А2-20О.

При дослідженні експлуатаційних показників кругів враховували: відносні витрати НТМ qp, мг/г; ріжучу здатність кругу Q, мм3/хв.; ефективну потужність шліфування Nеф, кВт; коефіцієнт абразивного різання f. Шорсткість поверхонь вимірювалась на профілометрі-профілографі моделі 252 тип А1. Для вирішення задач з напружено-деформованого стану в системі “зерно-зв'язка” використовувалася стандартна процедура методу кінцевих елементів, у якій вирішувалася система рівнянь рівноваги, співвідношення Коші та закону Гука із використанням програмного комплексу “Термопружність”. Структуру абразивних інструментальних композитів досліджували за допомогою електронних мікроскопів-мікроаналізаторів «CamScan-4DV» та BS-340.

Третій розділ містить результати досліджень по обгрунтуванню умов забезпечення підвищеної ефективності обробки, спрямованих на формування відповідної характеристики робочого шару кругів, його фізико-механічних властивостей із врахуванням формозмін при обробці та досягнення спрямованої зміни характеристик робочого шару безпосередньо у зоні різання.

Відомо, наприклад з робіт д.т.н. Матюхи П.Г., що ріжуча здатність кругів з НТМ при високопродуктивній обробці з часом знижується і круг вимагає відновлення цієї здатності для забезпечення продуктивної і якісної обробки. У значній мірі це пов'язане із формозмінами ріжучої поверхні круга, коли її реальна площа, що є відповідальною за знімання матеріалу, знижується.

Переважно дослідники нехтують формозмінами ріжучої поверхні круга у коловому напрямку, а між тим, така формозміна існує і є істотною, бо реальна площа ріжучої поверхні, відповідальна за знімання матеріалу, складає за оцінками різних дослідників лише від 40 до 55%. З досліджень д.т.н. Лавріненка В.І. відомо, що в коловому напрямку в процесі обробки ріжуча поверхня набуває хвилеподібної формозміни, яка в розгортці має вигляд двох ріжучих нахилів - головного (ГРН) та допоміжного (ДРН) (рис. 1). Ним показано, що наведене є природнім процесом розташовування ріжучих зерен на поверхні кругу для зняття матеріалу і поступового зміщення у процесі обробки вершини хвилеподібної формозміни від т.М0 до т.М2. Після досягнення максимального положення - т.М2 навантаження на зерна досягають критичного значення і відбувається спонтанний процес вскриття ріжучої поверхні круга, що приводить до підвищення зносу і повернення форми ріжучої поверхні у положення KM0К. Надалі відбувається знову поступове припрацювання ГРН від положення КМ0 до КМ2 і циклічне повторення процесу відновлення ріжучої здатності.

Рис. 1. Модель форми ріжучої поверхні круга у коловому напрямку

З наведеного вище, в дисертаційній роботі зроблено два висновки : по-перше, для забезпечення участі у процесі обробки найбільшої ріжучої площі, а відтак підвищення зносостійкости круга, необхідно прагнути до утримання форми ріжучої поверхні у положенні, близькому до KM2К, а по-друге, хоча зворотнє зміщення вершини форми з т. М2 до т. М0, яке означає відновлення ріжучої здатності є позитивним, але на реальному крузі воно займає до 40% поверхні, тому значна втрата зносостійкості круга відбувається саме в цей період.

Таке зміщення треба залишити, але керовано зменшити величину цього зміщення, що істотно збільшить зносостійкість кругу. Для виконання цих вимог в роботі запропоновано робочий шар круга в коловому напрямку розбити на сектори (рис. 2).

При цьому, визначено, що розмір секторів основного робочого шару не повинен перевищувати мінімальну величину ДРН, що відповідає положенню KM2К, для забезпечення більшої площі ГРН, а вставні сектори повинні виконувати роль забезпечення керованого відновлення ріжучої здатності кругу, але при цьому кутова різниця між точками повернення від М2 до М0 складе вже не традиційні 140-150 градусів, а лише максимум 30, що повинно значно збільшити зносостійкість кругу при збереженні процесу відновлення ріжучої здатності.

Рис. 2. Конструкція секторного ріжучого шару кругу із зміною в коловому напрямку.

Забезпечити таке відновлення вставними секторами можливо відповідною зміною характеристик ріжучого шару. Така зміна може бути у двох основних напрямках: по-перше, безпосередньою зміною характеристики ріжучого шару - зв'язкою, зернистістю та концентрацією НТМ у робочому шарі, покриттям зерен; по-друге, зміною властивостей ріжучого шару - твердістю, електропровідністю, тощо.

Для гарантованого відновлення ріжучої здатності є важливим визначити у якому саме напрямку необхідно змінювати вказані вище характеристики робочого шару на вставних секторах. Оскільки на них значно зростають навантаження в зоні контакту, то насамперед важливо визначити особливості напруженого стану системи “зерно-зв'язка”. Вкажемо, що традиційно дослідниками вважається, що робочий шар кругів з НТМ є рівномірним та ізотропним, і приймається, що еліпсоїдні зерна розташовані в ньому переважно вертикально. Разом з тим, дослідженнями д.т.н. Шепелєва А.О. та д.т.н. Лавріненка В.І. показано, що насправді в робочому шарі за стандартних умов спікання та пресування формується певна структурна орієнтація. Це підтверджують і відомі з літератури дані, наприклад, д.т.н. Лавріненка В.І. з нахилу зерен НТМ, яким показано, що зерна НТМ у робочому шарі за вказаних вище умов розташовуються по відношенню до ріжучої поверхні у напрямку близькому до кутів у 45 та 135О. Наведене підтвердили також і наші дослідження по визначенню кутів нахилу зерен в перерізі робочого шару круга КР 200/160-М2-12Е-100 (рис. 3). Тому, нами додатково була вивчена структурна організація робочого шару за стандартних умов його пресування та спікання.

Кут нахилу зерен, град.

Рис. 3. Приклад гістограми розподілу кутів нахилу зерен у перерізі робочого шару кругу КР 200/160 М2-12Е 100%, перпендикулярно його ріжучій поверхні.

Вирішення питань формування структурної орієнтації в робочому шарі розглядалося за допомогою растрової електронної мікроскопії із застосуванням системи аналізу зображень (дослідження виконувалися разом з с.н.с. ІНМ НАНУ к.ф.-м.н. Ткачом В.М.) в площині зрізу шару вздовж напрямку дії зусилля пресування, а орієнтація фіксувалася до площини ріжучої поверхні кругу. Встановлено (рис. 4), що при стандартних умовах спікання кругів показник орієнтації є близьким до кутів 45О або 135О. Наведені дані, на наш погляд, свідчать про те, що в процесі утворення алмазно-абразивних композитів, в їх структурі, хоча і рівномірній, але такій, що містить еліпсоїдні зерна НТМ, в процесі пресування та спікання за наявності жорстких бокових обмежень, обумовлених пресформою, і повинна формуватися певна структурна орієнтація в структурі робочого шару, яка і буде визначатися розвертанням зерен вздовж напрямку дії дотичних напружень за вказаних обмежень і логічно припустити, що вона буде близькою до кутів 45О або 135О.

Рис. 4. Показники анізотропії та орієнтації робочого шару композиту на металевій зв'язці типу М2-01 у площині його розрізу вздовж вектора дії зусилля пресування (діє з правого боку рисунку) при стандартних умовах формування алмазвмісного шару.

Наведене є достатньо принциповим, оскільки впливає на напрямок досліджень. Зерна НТМ знаходяться зовсім в інших робочих умовах, аніж це традиційно уявляється дослідниками в теоретичних розробках, а це означає, що слід базуватися на зовсім інших пріоритетах як у процесі формування робочого шару кругів, так і у процесах обробки такими кругами. Насамперед це впливає на напружений стан системи «зерно-зв'язка». Для його оцінки нами використаний показник перепаду напружень по довжині зони контакту зерна із зв'язкою - max (рис. 5) і чим меншим буде значення цього перепаду, тим більш сприятливими будуть умови роботи зерен. Але, враховуючи мету нашої роботи, звернемо увагу на те, як змінюється тенденція, із зміною кута нахилу зерен, у зміні одного з найважливіших базових параметрів процесу шліфування - коефіцієнта абразивного різання fa =PZ/PY. Результати розрахунків перепаду напружень для різних кутів нахилу і коефіцієнту fa подані в табл. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Геометрична схема частини абразивного інструменту для розрахунку напруженого стану системи «зерно-зв'язка»

Таблиця 1. Вплив коефіцієнта абразивного різання на розрахункові величини напружень в зв'язці в місці (від т.1 до т.2, див. рис. 5) контакту зв'язки із зерном

Аналіз таблиці засвідчує, що при куті розташування зерен в 90О, який традиційно приймається дослідниками за аксіому, найменші перепади напружень мають місце при малих значеннях коефіцієнту fa от 0,05 до 0,15. Разом з тим, враховуючи викладені вище дані з орієнтації та нахилу зерен, необхідно орієнтуватися на тенденції, що є характерними якраз для кута в 45О. А вони свідчать про те, що для досягнення сприятливого напруженого стану в системі «зерно-зв'язка» і, відтак, для підвищення зносостійкості кругів необхідно прагнути в процесі шліфування зовсім не до зниження, як це виходить з концепції кута в 90О, а до підвищення величини fa.

На підтвердження цього вивчений кореляційний зв'язок між зносом круга та коефіцієнтом fa при шліфуванні з продуктивністю 450 мм3/хв. безвольфрамового твердого сплаву ТН20 кругом форми 12А2-45О 150х10х3х32-АС4 100/80-В1-13-100, який засвідчив, що із зростанням коефіцієнту абразивного різання у діапазоні від 0,05 до 0,40 знос кругу знижується і характер такого зниження із похибкою в 15,1% описується залежністю: qp= 3,054 - 6,916 . fа .

Разом з тим, зменшення, за реальних умов розташування зерен НТМ у робочому шарі, величини коефіцієнта абразивного різання збільшить навантаження на зерна і зв'язку, приведе до підвищення ріжучої здатності круга і, тим самим, до активування ріжучої поверхні круга. На основі викладеного вище, сформульовано положення про те, що при застосуванні шліфувального інструмента із вставними секторами, що чергуються, коли основний ріжучий шар повинен бути зносостійким, а вставки мати підвищену ріжучу здатність, то останні для здійснення активуючої функції повинні мати таку характеристику, яка би в процесі шліфування забезпечувала менший коефіцієнт абразивного різання, аніж основний шар. Тим самим, для досягнення спрямованої активізації ріжучого шару круга і одночасно невтрати в цілому зносостійкості у вставних секторах треба використовувати зернистість або концентрацію НТМ меншу, аніж у основному шарі.

У випадку однакових характеристик на основному шарі та вставних секторах необхідно змінювати фізико-механічні властивості робочого шару вставок, наприклад, зменшувати його міцність. Але, при цьому, набуває важливого значення утримання зерна у робочому шарі. Відомо, що чим більшою є міцність зв'язки, тим кращим буде її абразивоутримання. Тим самим, зростає необхідність досягнення спрямованого впливу на фізико-механічні характеристики робочого шару для визначення умов підвищення працездатності кругів. Оскiльки ми реально маємо справу з алмазовмісними композитами, то нас у значній мірі цікавила зміна їх властивостей в залежностi вiд їх характеристики. Встановлено, що границя мiцностi на розтяг для металевих зв'язок має вигляд кореляційної залежності Rm=(Rmзв - 0,15К)kn, а для металополімерних - Rm=(Rmзв - 5,3·10-2К)kn і із зростанням концентрацiї (К, у діапазоні від 50 до 150%) алмазiв в робочому шарі мiцність на розтяг спадає. Виявлено, що при цьому покриття алмазiв (Н1Д-25 - kп=0,85, склом - kп=0,6 , МА - kп=0,83) також зменшує мiцність композитів. Встановлено, що і границя мiцностi на згин із зростанням відносної концентрацiї алмазів в робочому шарі, а також їх зернистості - зменшується. Для реальних інструментів легше контролювати твердість робочого шару. Відомо, що зміною твердості можливо покращити умови використання зерен НТМ. Між тим, за умов формозміни ріжучої поверхні круга в процесі шліфування та можливої нерівномірності її твердості на різних ділянках, певне значення має виявлення зв'язку такої формозміни з особливостями зміни її твердості. Нами встановлено для кругів, які мають нерівномірну твердість робочого шару вздовж колового напрямку, що переміщення вершини форми робочої поверхні (див. рис. 1) круга в процесі шліфування має додаткову нерівномірність і ті зони на крузі, які визначаються меншою твердістю, мають більшу кількість припадань положень точки К або М в процесі хвильового формозмінення робочої поверхні. Наведене здавалося б свідчить про те, що бажано прагнути досягнення найкращої рівномірності в структурі робочого шару круга, але нами висувається інше положення, а саме про внесення спрямованої неоднорідності у властивості робочого шару круга, що і дозволило би досягти спрямованої активізації його ріжучої поверхні.

Таким чином, для досягнення ефекту спрямованого відновлення ріжучої здатності круга у вставних секторах треба використовувати зернистість та концентрацію НТМ меншу, аніж у основному шарі. Іншим варіантом такої активізації є спрямована неоднорідність у твердості робочого шару основних та вставних секторів і при цьому твердість основного робочого шару повинна бути вищою аніж на вставних секторах. Перевірці обгрунтованості висунутих вище гіпотез присвячений наступний розділ.

В четвертому розділі наведені результати досліджень по визначенню експлуатаційних показників спеціальних шліфувальних кругів з ріжучим шаром, сектори якого чергуються у коловому напрямку.

На основі досліджень та висновків розділу 3 була виготовлена низка спеціальних алмазних кругів із секторним ріжучим шаром з різними характеристиками (зернистістю від 63/50 до 200/160, концентрацією від 50 до 150%, алмазами марок від АС4 до АС20, на металевих МО20-2, М1-10 та металополімерних В1-13 зв'язках) та визначені їх експлуатаційні показники при шліфуванні твердого сплаву Т15К6. Проведені дослідження дозволили отримати результати, які підтвердили гіпотезу з розділу 3, що для досягнення умов активованого впливу на ріжучу поверхню та підвищення зносостійкості кругу в цілому, кращими є ті характеристики вставних секторів, які би забезпечували менші показники коефіцієнту абразивного різання при шліфуванні, ніж характеристики основного робочого шару, а саме, зменшену зернистість - 63/50 або 80/63 (рис. 6), або відносну концентрацію алмазів у робочому шарі - 50% (рис. 7), ніж у основному робочому шарі, який мав зернистість 125/100 та концентрацію 100%. При цьому, підвищується зносостійкість спеціальних кругів до 2,5 раз у порівнянні із стандатними, які мали характеристику, що відповідала основному робочому шару і наступні експлуатаційні показники (qp=1,42 мг/г, Nеф=0,95 кВт, Ra=0,25 мкм), та знижується ефективна потужність при шліфуванні у 1,5 рази, що свідчить про покращення ріжучої здатності спеціальних кругів.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Вплив зернистості алмазів у вставних секторах на експлуатаційні показники секторних кругів (характеристика основного шару - АС6 125/100-МО20-2-100)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8. Вплив відносної концентрації алмазів у вставних секторах на експлуатаційні показники секторних кругів (характеристика основного шару - АС6 125/100-МО20-2-100)

Рис. 9. Вплив температури (^оС) термообробки робочого шару кругів на зв'язці МО20-2 з різними зернистостями на відносні витрати алмазів при шліфуванні твердого сплаву ТТ20К9.

Разом з тим, проведені дослідження дозволили виявити для металевих зв'язок ще два цікавих моменти. Аналіз отриманих результатів для кругів, спечених при різних температурах, засвідчив, що в їх структурі існує ефект відчутного перерозподілу Sn між утвореними фазовими складовими і ближче до поверхні його вміст підвищується, що дає можливість в принципі реалізувати механізм термопружності для каркасних систем із відносно легкоплавкою складовою, у вигляді ефекту зміни градієнту вмісту пластичної фази, яка, при цьому, витискується, по-перше, у пори металевого композиту, заповнюючи їх, що приводить до підвищення його твердості, а, по-друге, у поверхневі шари, що ми спостерігаємо по підвищенню вмісту Sn у поверхневій зоні. Для того, щоб спрацював цей механізм, необхідна поява пластичної фази, а зробити це можливо за рахунок термообробки. Оскільки реально зв'язка складається не з олова та міді, а з певного їх сполучення, то як тільки температура термообробки перевищить половину температури плавління цієї фази, спрацьовує механізм термопружності і пластична фаза витискується у незайняті об'єми або на поверхню. Відомо, що однією з основних складових у структурі зв'язки є -фаза (температура плавлення від 360 до 410ОС), то можливо очікувати з 180ОС, коли з'являється пластична фаза, проявів ефекту підвищення твердості та зростання зносостійкості кругів, що ми і спостерігаємо при дослідженні зносу кругів за різних умов термообробки (рис. 9). При цьому, для температури у 180ОС спостерігається значне зростання твердості - від 92-96 HRB до 102-110 HRB та майже вдвічі зменшується знос кругу. Наведене дозволяє реалізувати висловлене у розділі 3 припущення про можливість активізації ріжучої поверхні круга зміною твердості секторів, але не за рахунок зменшення твердості вставних секторів, а навпаки, за рахунок підвищення твердості основних секторів. В розроблених кругах це може бути реалізоване технологічними особливостями виготовлення таких кругів, адже першим піддається впливу основний робочий шар і при наступному спіканні вставок він піддається додатковому впливу (термообробці), а відтак твердість основного робочого шару у розроблених кругах завжди буде вищою за вставні сектори, що є додатковим фактором забезпечення необхідного нам ефекту активування ріжучої поверхні круга. Як наслідок, нарівні із вказаними вище характеристиками вставних секторів (див. рис. 6 та 7), гарними також є показники, коли характеристика секторів і основного шару співпадає, або мало відрізняється (табл. 2).

Таблиця 2. Експлуатаційні показники кругів з чергуючимся ріжучим шаром

А в цілому, сумарний ефект (застосування зниженої зернистості вставок - 63/50) та збільшення твердості основного шару дозволяє у порівнянні із стандартними майже в 3 рази підвищити зносостійкість кругів та більше ніж в 2 рази зменшити ефективну потужність шліфування, що свідчить про покращення ріжучої здатності спеціальних кругів.

Виявлений вище ефект є також цікавим з точки зору отримання міцного поєднання шарів, адже перехідна зона між ними є найбільш проблемною. Вивчені також технологічні умови формування шаруватого робочого шару при використанні різних зв'язуючих. Внаслідок досліджень встановлено, що перехідна зона між шарами, що чергуються, з боку того шару, що був спечений першим і піддавався додатковому температурному впливові є більш насиченою оловом (зростає з 15,7 мас.% до 22,4%), що є позитивним, покращує з'єднання шарів чим підтверджує висловлені нами вище положення.

В п'ятому розділі наведені результати досліджень по визначенню впливу зміни електрофізичних характеристик секторів та активізації технологічних рідин, пов'язаної із підвищеною електрохімічною гетерогенністю робочої поверхні секторних кругів, на їх ріжучу здатність та зносостійкість.

В процесі обробки на вставні сектори лягає найбільше навантаження і та частина сектора, яка першою входить у зону обробки містить більшу кількість Cu та Sn, і меншу - наповнювача (Al), який «вимивається» шламом. В свою чергу, матеріал, що піддається обробці, у більшій мірі накопичується ближче до кінцевої частини сектора. Так, при шліфуванні сталі загальний вміст її елементів (Fe, Ni, Mn) хвилеподібно зростає від початку до кінця сегмента (10,711,420,417,3 мас.%) при звичайному вмісті його після шліфування на поверхні стандартного круга - 12,4 мас.%. Це означає, що на кожній вставці починають формуватися свої хвильові процеси, як реакція на навантаження, і відбувається своєрідна активізація ріжучої поверхні, що є додатковим фактором поновлення ріжучої здатності робочої поверхні круга.

Звернена увага на можливості, пов'язані з використанням ефекту чергування вставок з різними властивостями. При електрошлiфуваннi, за рахунок чергування шарiв із рiзним електроопором, це дає можливість накладати на процес з постійним струмом ще й iмпульснi складові його коливання. Тим самим, ми можемо змінювати характер процесу. Наприклад, при однаковій зі стандартними кругами потужності шліфування (1,4 кВт), секторні круги з шарами, що чергуються у коловому напрямку, дозволяють підвищити продуктивність шліфування сталі Р6М5Ф3 з 1200 до 1800 мм3/хв. Це дозволило досягти, у порівнянні з традиційними кругами, пiдвищення продуктивності в 1,5 рази при однаковому зносi, або знизити витрати КНБ у 1,3 рази при однаковій, із серійними, продуктивності шліфування.

Вкажемо, що така спрямована зміна електрофізичних характеристик надає можливість нового підходу до вибору ТР для процесів шліфування такими кругами, як до нетрадиційного засобу неявної поляризації при шліфуванні. Визначені сполуки, які бажано вводити до ТР для досягнення цього. Так, виявлено, що наявність у ТР солей (NH4)2SO4 та Аl(OH)3 сприяла пiдвищенню iнтенсивностi зйому при невисоких витратах НТМ. При цьому, перша має високу стандартну мольну теплоємнiсть, що сприяє зниженню теплонапруженостi процесу шліфування, а друга забезпечує у розчині вибіркове концентрування навкруги частинок гідроксиду алюмінію позитивно заряджених іонів, якi за рахунок електростатичного притягування вкривають поверхню зерен НТМ та зв'язки і зменшують прилипання продуктiв шлiфування. Така поляризація рідини є важливим чинником впливу на поверхні у зоні контакту. Для реалізації цього запропоновано використовувати метод поляризації рідини на анодну (насичену ОН--іонами) та катодну (насичену Н+-іонами) воду. Так, встановлено, що при шліфуванні кераміки застосування анодної води дозволяє знизити знос кругiв майже у 2 рази у порiвняннi iз звичайною неактивованою водою. В певній мірі це може бути пов'язане з дією ефекту електрохімічної гетерогенності поверхні зв'язки, який заслуговує на увагу якраз для кругів на зв'язках, які мають мідну матрицю та включення, що відрізняються своїми фізико-хімічними властивостям від неї. Це приводить до появи корозійних мікроелементів та посиленню електрохімічної гетерогенності поверхні зв'язки. Як наслідок, формуються умови виникнення на поверхні зв'язки плівок, близьких до катодних, які мають позитивне значення для зниження коефіцієнту тертя. Для підтвердження цього досліджено 4 варiанти поведiнки матерiалів зв'язок iз утворенням локальної безструмової комiрки, у якої “катодом” є поверхня круга, а “анодом” - оброблюваний матерiал. Експерименти провадилися на зв'язцi з основою Cu-Al-Zn у середовищах з рiзним рН. Встановлено, що iз зростанням рН розчину вмiст Al та Zn на поверхнi робочого шару знижується, а Cu, вiдповiдно, зростає. Так, вміст Al (22,4 мас.%) на поверхні робочого шару зменшується на 4,3%, майже як і у електрохiмiчнiй комiрцi (5,7 %), що дозволяє формувати на поверхнi круга плiвки, близькi до катодних.

В цiлому, з урахуванням технологiчних, антикорозiйних та екологiчних умов запропоновані склади ТР (у мас. %) на основі води для процесів шліфування : твердих сплавів: - натрій азотнокислий (1,0) та азотистокислий (0,2), амоній сірковокислий (0,1); інструментальних сталей: натрій азотнокислий (2,0) та азотистокислий (0,2), гідроксид алюмінію (0,2); кераміки - натрій азотистокислий (0,2), амоній сірковокислий (0,1) та активована анодна вода (99,7).

В шостому розділі наведені результати лабораторних та виробничих випробувань процесів шліфування інструментальних матеріалів спеціальними кругами з НТМ та надані рекомендації з їх ефективного застосування.

Розроблено процес продуктивної (Q600 мм3/хв.) безприпальної обробки інструменту з швидкорізальних сталей спеціальними кругами з КНБ, що сприяє виникненню у поверхневому шарі залишкових напружень стиску, які досягають 1600 МПа, що підвищує стійкість ріжучого інструменту, підтверджену випробуваннями у виробничих умовах. Так, заточування кругами з КНБ фрез з сталі Р12Ф3К10М3 по заднім поверхням зубів дозволяє за рахунок підвищення якості обробки підвищити стійкість фрез у 1,3 - 2,3 рази.

У виробничих умовах Іркутського авіаційного заводу (Росія) в рамках договору № 2612 на верстаті з ЧПУ мод. 6М13ГН-1, проведені випробування працездатності спеціальних алмазних кругів при шліфуванні кінцевих фрез із твердого сплаву Т15К6. В результаті випробувань отримана шорсткість поверхні по параметру Rа=0,32 мкм і досягається перевищення стійкості розроблених алмазних кругів у порівнянні з серійними на зв'язці М1-01 у 4 рази.

Дослідно-виробнича перевірка та впровадження результатів провадилося також в НВФ „Карма” (м. Світловодськ) та у виробничих умовах ВАТ «Азовмаш», де впроваджені технології заточки та доводки ріжучого інструменту з твердих сплавів та швидкорізальних сталей кругами з НТМ із вдосконаленим робочим шаром, що дозволило підвищити стійкість доведеного інструменту в 1,5-1,7 рази. Загальна річна економія склала 265 751 грн.

Розробки з викладеного вище напрямку захищені а.с. № 1366332, 1437169, 1504020, 1567173, 1708592, 1726173, 1781022, свідоцтвом на промисловий зразок № 33332, Патентом України № 19438. Розроблена технічна документація та виготовлене оснащення на спеціальні секторні круги.

Основні висновки та результати роботи

В результаті проведених досліджень вирішено важливу науково-технічну задачу суттєвого підвищення ефективності шліфування інструментальних матеріалів за рахунок розробки та створення конструкцій секторних кругів з НТМ, що поєднують ефективність роботи надтвердих матеріалів та спрямовану зміну характеристик робочого шару безпосередньо у зоні різання.

Основні наукові та практичні результати :

1. Визначені умови керованого впливу на поновлення ріжучої здатності круга з урахуванням формозміни ріжучої поверхні круга у коловому напрямку за рахунок додання в робочой шар круга вставних секторів визначених геометричних розмірів з відповідними характеристиками робочого шару.

2. Виявлено, що при стандартних умовах пресування та спікання кругів з НТМ на металевих та полімерних зв'язках, за наявності жорстких бокових обмежень, обумовлених пресформою, в структурі їх робочого шару, формується певна структурна орієнтація в напрямку дії дотичних напружень, а це означає, що для досягнення умов підвищеної ріжучої здатності такого робочого шару необхідно прагнути в процесі шліфування не до підвищення, як це виходить з традиційного уявлення про робочий шар, а до зниження величини коефіцієнту абразивного різання.

3. На основі урахування реальної структурної організації робочого шару кругів з НТМ показано, що при застосуванні шліфувального інструменту із секторним робочим шаром, коли основний ріжучий шар повинен бути зносостійким, а вставки мати підвищену ріжучу здатність, то останні, для здійснення активуючої функції постійного відновлення ріжучої здатності круга, повинні мати таку характеристику, яка би в процесі шліфування забезпечувала менший коефіцієнт абразивного різання, аніж основний шар і, тим самим, для досягнення спрямованої активації ріжучого шару кругу і одночасно невтрати в цілому зносостійкості у вставних секторах треба використовувати зернистість або концентрацію НТМ меншу, ніж у основному шарі.

4. Встановлено, що додатковою причиною нерівномірного руху хвильової формозміни ріжучої поверхні кругу в коловому напрямку в процесі шліфування є нерівномірність в її твердості, а це дозволяє визначити умови спрямованого підтримання ріжучої здатності кругу внесенням спрямованої неоднорідності в характеристику його робочого шару.

5. Висунута та підтверджена гіпотеза про можливість зміни градієнту вмісту зв'язуючого у поверхневому шарі металевих композитів за рахунок термообробки та встановлені умови, які дозволяють спрямовано підвищувати твердість відповідного, наприклад основного, шару спеціальних кругів.

6. Вперше визначені особливості шліфування кругами з НТМ із секторним ріжучим шаром, який має спрямовану зміну характеристик у зоні різання, отримані показники їх працездатності та показано, що в цілому, сумарний ефект, який полягає у застосуванні зниженої зернистості вставок - 63/50 та збільшенні твердості основного шару, дозволяє у порівнянні із стандартними майже в 3 рази підвищити зносостійкість кругів та більше ніж в 2 рази зменшити ефективну потужність шліфування, що свідчить про покращення ріжучої здатності спеціальних кругів.

7. Розробки захищені 7 авторськими свідоцтвами на винаходи, Патентом України та Свідоцтвом на промисловий зразок. Розроблена технічна документація та оснащення для виготовлення спеціальних кругів.

8. Розробки пройшли дослідно-виробничу перевірку та впровадження у виробничих умовах НВФ „Карма” та ВАТ «Азовмаш». Загальна річна економія склала 265 751 грн.

Основні результати висвітлені у наступних публікаціях

1. Шепелев А.А., Лавриненко В.И., Лещук И.В. Технологии по шлифованию и заточке режущего инструмента кругами из СТМ (методические указания). - К.: ИВЦ “Алкон”, 2005. - 47 с. Здобувачем розроблені рекомендації з шліфування швидкорізального інструменту, твердосплавних пластин та різальних керамік, в т.ч. спеціальними шліфувальними кругами.

2. Исследование структуры и обрабатываемости слоистой режущей керамики / В.И.Лавриненко, А.Н.Ващенко, И.В.Лещук, А.А.Зленко, А.В.Беляев // Сверхтвердые материалы. - 1987. - № 4. - С. 57-61. Здобувачу належать дослідження особливостей шліфування шаруватої різальної кераміки.

3. Качество поверхности быстрорежущих сталей при высокопроизводительном шлифовании кругами из СТМ / Ю.Я.Савченко, И.В.Лещук, Ф.В. Смагленко, В.Г.Делеви, Л.И.Песчанская, Н.Г.Багно // Сверхтвердые материалы. - 1992. - № 1. - С. 48-50. Здобувачем виконані роботи з підготовки шліфованих зразків швидкорізальних сталей за визначених умов обробки, приймала участь у обговоренні результатів досліджень та виробничих підтвердженнях результатів.

4. Лавріненко В.І., Лещук І.В. Підвищення експлуатаційних властивостей інструментальних композитів за рахунок дії ефекту зміни градієнту концентрації рухомої фази // Вісник інженерної академії України. Спецвипуск. - 2000. - С. 108 -111. Здобувач провела експериментальні дослідження та визначила температурні умови спрацювання дослідженого ефекту.

5. Вивчення особливостей алмазного шліфування керамічних багатошарових пластин / В.І.Лавріненко, І.В.Лещук, О.М.Ващенко, О.О.Ситник, В.С. Надєїн // Резание и инструмент в технологических системах. - 2002. - Вып. 62. - С. 69-73. Здобувачу належать дані по результатам підготовки зразків керамік та зразків робочої поверхні кругів після обробки таких керамік та участь у обговоренні результатів досліджень.

6. Використання ефекту зміни градієнту рухомої фази при розробці інструментальних композитів з НТМ / В.І. Лавріненко, А.О.Шепелєв, І.В.Лещук, О.Є.Дуброва, В.Ю.Солод // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація: Зб. наук. праць КДТУ. - Кіровоград: КДТУ. - 2003. - Вип. 13. - С. 57-60. Здобувач підготувала зразки металевих зв'язуючих інструментальних абразивних композитів, визначила температурні умови спрацювання ефекту для таких композитів та надала рекомендації для шаруватих кругів.

7. Алмазная обработка инструментальной керамики: производительность и качество обработки / В.И.Лавриненко, А.А.Шепелев, О.О.Пасичный, И.В.Лещук, А.А. Сытник // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент - техника и технологии его изготовления и применения: Сб. науч. тр. - Вып. 7. - Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля, 2004. - С. 241-246. Здобувач провела лабораторні дослідження по шліфуємості та якості поверхні різальної кераміки, провела обговорення результатів та визначила рекомендації з якісної обробки керамік.

8. Лавриненко В.И., Лещук И.В., Скрябин В.А. Электрофизические характеристики инструментов из СТМ для процессов физико-химических методов обработки // Резание и инструмент в технологических системах. - 2006. - Вып. 70. - С. 266-271. Здобувачу належать дані з визначення електропровідності робочого шару кругів з НТМ та надані рекомендації з застосування таких даних у багатошарових кругах для різних ділянок такого шару.

9. Лавріненко В.І., Лещук І.В., Скрябін В.О. Підхід до вибору технологічних рідин як нетрадиційного засобу неявної поляризації при алмазному шліфуванні // Сверхтвердые материалы. - 2006. - № 3. - С. 62-71. Здобувачу належать дані з визначення умов отримання на поверхні кругу квазікатодних плівкових утворень та обгрунтування підходу до вибору складу технологічних рідин, як нетрадиційного засобу неявної поляризації при шліфуванні кругами з НТМ.

10. К вопросу о формировании структурной ориентации в рабочем слое шлифовальных кругов из СТМ / В.И.Лавриненко, В.Н.Ткач, Б.В.Сытник, О.О.Пасичный, И.В.Лещук, В.А.Скрябин // Резание и инструмент в технологических системах. - 2007. - Вып. 73. - С. 147 - 153. Здобувачем сформульоване уявлення про робочий шар абразивного інструменту з надтвердих матеріалів як про композит, у якому важливу роль грають процеси певної структурної орієнтації, які формуються при пресуванні та спіканні робочого шару в напрямку дії максимальних дотичних напружень.

11. Лавріненко В.І., Лещук І.В. Розробка принципів створення кругів з НТМ із спрямованою зміною характеристик робочого шару // Процеси механічної обробки в машинобудуванні / Зб. наук. праць ЖДТУ. - Житомир: ЖДТУ, 2007. - Вип. 5, Ч. 1. - С. 216- 227. Здобувачу належить визначення двох основних принципів, на яких базується розробка кругів із спрямованою зміною характеристик робочого шару та визначені особливості шліфування кругами з НТМ з чергуючимся секторним ріжучим шаром, отримані показники їх працездатності.