Дисертацію присвячено вивченню питань щодо одержання аналітичних та експериментальних залежностей, які дозволяють з урахуванням впливу конструктивних та технологічних параметрів деталей забезпечити підвищення міцності та точності клеєзбірних з'єднань. Запропоновано методику розрахунку міцності клеєзбірних з'єднань із натягом з урахуванням параметрів шорсткості сполучених поверхонь, товщини клейового прошарку, фізико-механічних характеристик матеріалів спряжуваних деталей, взаємне заглиблення мікропрофілю сполучних деталей. Теоретично та експериментально обгрунтовано методи конструювання клеєзбірного різального інструмента, використання спеціальних покриттів, зокрема, фрикційних обмазок для підвищення втомлюваної міцності клеєзбірних з'єднань із натягом та самотвердіючих прокладок для підвищення герметизації з'єднання.

  Скачати повний текст

Розвинуто наукові основи інтенсифікації процесів шліфування інструментальних матеріалів на основі виділення основного фактора впливу - кінематики процесу шліфування інструментами з надтвердих матеріалів (НТМ). Науковою основою даної технології є вперше створена кінематична схема процесу вібропрецесійного шліфування, яка забезпечує створення поверхонь різання з квазірегулярним мікрорельєфом. Встановлено кінематичні моделі поверхонь шліфувальних кругів із НТМ та основні закономірності параметрів вібропрецесійного шліфування. Вони визначають оптимальні показники працездатності кругів із НТМ у діапазоні низькочастотних коливань. Розроблено та науково обгрунтовано нові високопродуктивні технології шліфування інструментальних матеріалів, а також створено конкурентноздатні на світовому рівні шліфувальні круги зі спеціальним функціонально-орієнтованим робочим шаром із НТМ.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель формування потоку плазми для утворення якісного покриття на деталях. Теоретично доведено залежність мікротвердості й адгезії покриттів від температури підкладки з урахуванням наноструктурного фактора. Розроблено модель розрахунку додаткового джерела іонізації. Із застосуванням запропонованої моделі вперше доведено можливість використання джерела магнетронного типу для додаткової іонізації реактивного газу та фокусування металевої плазми вакуумного дугового джерела. Розраховано технологічні параметри комбінованої технології. Досліджено взаємодію потоків плазми утворених різними за принципами джерелами, вивчено їх поведінку за умов стаціонарних і рухливих магнітних полів. Виявлено, що використання джерел магнетронного типу дозволяє керувати густиною іонного струму на підкладу, що надає можливість керувати її температурою під час росту покриття. Запропоновано технологію зі скануванням магнітним полем, що дозволила вирівняти просторову нерівномірність потоків плазми з вакуумного дугового джерела та забезпечити рівномірність густини струму на підкладку й одержати рівнотовщинні покриття.

  Скачати повний текст

Висвітлено принципи та методи вирішення проблеми формоутворення прецизійних (в тому числі і складно профільних) лезових інструментів із полікристалічних надтвердих матеріалів за рахунок використання струмопровідних кругів на основі мікропорошків алмазу з рельєфними товстошаровими металевими покриттями в комбінованих процесах шліфування зі сталими значеннями вихідних показників обробки. Встановлено, що струмопровідні круги на основі мікропорошків алмазу якнайкраще відповідають вирішенню даної проблем. На базі використання 3D методології моделювання напружено-деформованого стану інструментальної підсистеми алмазне зерно - рельєфне товстошарове покриття - зв'язка круга і різальної системи зв'язка круга - рельєфне товстошарове покриття - алмазне зерно - оброблюваний матеріал теоретично обгрунтовано й експериментально доведено наукову гіпотезу про необхідність нанесення на мікропорошки алмазу рельєфних металевих покриттів, товщина яких наближається до половини середнього розміру зерна. Запропоновано принцип вибіркової переважної послідовності реалізації потенціалу процесів електроерозійної обробки й алмазного шліфування з додатковою інтенсивною рівномірно розподіленою або щадною локальною дією на зв'язку круга. Практичне запровадження даного принципу здійснено на підставі технічних рішень, захищених більш ніж двадцятьма авторськими свідоцтвами.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено та науково обгрунтовано концепцію підвищення працездатності різального інструменту, яка полягає в розробці методології проектування зносоcтійких покритів дискретного типу шляхом мінімізації напружено-деформованого стану робочих поверхонь інструменту в залежності від фізико-механічних характеристик, геометричних параметрів покриттів та умов зовнішнього навантаження. Встановлено закономірності забезпечення когезійної міцності покриттів, адгезійної міцності в системі "покриття - інструмент" та контактної міцності поверхні різального інструменту з покриттями дискретного типу на підставі вибору їх параметрів та топографії шляхом розрахунку критичного кроку тріщини у разі когезійного розтріскування, визначення напружень на поверхні адгезійного контакту. Розвинуто уявлення стосовно впливу виду покриттів на стійкість різального інструменту, у відповідності з якими зміна конструкції покриття на його робочих поверхнях та режимів їх нанесення забезпечують необхідні фізико-механічні характеристики поверхневого шару та експлуатаційні показники інструменту. На базі одержаних математичних моделей виконано оптимізацію параметрів процесу формування зносостійкості покриттів за критерієм мінімальних загальних витрат та багатокритеріальну оптимізацію режимів експлуатації інструменту з покриттями дискретного типу за критеріями максимальної продуктивності процесу різання та його мінімальної собівартості.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальну проблему підвищення стійкості безвольфрамових твердих сплавів у процесі різання шляхом розробки та використання екологічно чистих, ефективних, недорогих і простих у технологічному відношенні методів. На базі проведеного аналізу фізико-механічних властивостей безвольфрамових твердих сплавів (БВТС), причин їх недостатньо високої стійкості та існуючих на сьогоднішній день засобів її підвищення запропоновано новий підхід до вирішення задачі підвищення стійкості БВТС - створення на їх поверхні твердомастильних покриттів за допомогою хіміко-термічної обробки у парогазовому середовищі, що складається з перегрітої пари солевмісних розчинів (оксилегування).

  Скачати повний текст

Розроблено способи й умови ефективного шліфування нового класу інструментальних матеріалів, безвольфрамових твердих сплавів групи СТІМ (синтетичний твердий інструментальний матеріал). Вивчено фізичні особливості процесу алмазно-іскрового шліфування, визначено вплив режимів на сили різання, енергоємність та коефіцієнти даного процесу. Встановлено вплив нагрівання на величину коефіцієнта шліфування й умовну напругу під час мікрорізання одиничними алмазними зернами, закономірності й особливості формування залишкових напруг у поверхневому шарі та їх взаємозв'язок зі зносостійкістю шліфованих пластин. Оптимізовано умови роботи за параметрами відносної витрати алмазів і питомої собівартості процесу, стійкості інструмента і технологічної собівартості обробки конструкційної сталі різальними пластинами сплаву СТІМ. Виготовлено спеціально розроблений малогабаритний генератор імпульсів НО.6506.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему підвищення зносостійкості металорізального інструменту з легованих і швидкорізальних сталей недорогими багатокомпонентними дифузійними покриттями на основі Cr, Ti, V, Mn, що наносяться на основу за простими технологіями. Відзначено, що покриття утворюють міцні захисні зносостійкі карбідні шари завтовшки до 120 мкм з мікротвердістю до 17,5 ГПа. Запропоновано технологію нанесення покриттів, яка дозволила запобігти їх відшаруванню під час навантажень, характерних для низьких режимів різання складним фасонним інструментом. На підставі дослідження доведено зростання стійкості інструменту на 50 - 150 %. Визначено раціональні значення режимів різання та геометричних параметрів інструментів з нанесеними покриттями.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему підвищення працездатності мітчиків для обробки титану та титанових сплавів на основі розробки теорії визначення геометричних параметрів (ГП) мітчиків у кінематичній системі координат (КСК), проведено розрахунок силових характеристик процесу різьбонарізання і розрахунку напружено-деформованого стану (НДС). Розроблено теоретичні основи визначення кінематичних ГП різальної частини мітчиків (РЧМ), які описують процес різьбонарізання з урахуванням конструктивних особливостей мітчиків, розкрито аналітичні залежності визначення ГП в КСК, наведено рекомендації з призначення раціональної геометрії РЧМ. Розраховано силове завантаження робочої частини мітчиків з урахуванням розроблених рекомендацій, НДС мітчиків для запобігання можливим поломкам під час різьбонарізання. Розроблено рекомендації з вдосконалення конструкцій мітчиків для обробки титану та титанових сплавів.

  Скачати повний текст

Обгрутовано новий спосіб вирішення проблеми підвищення працездатності багатогранних непереточуваних твердосплавних пластин (БНТП) на завершальному етапі комплексної обробки, що полягає у комбінуванні методу магнітно-абразивної обробки (МАО) у великих магнітних щілинах і нанесення спеціальних зносостійких покриттів методами хіміко-технічної обробки й іонно-плазмового напилення. Розроблено технологічну наладку до стандартного вертикально-фрезерного верстата, яка забезпечує ефективне фінішне МАО БНТП за наявності великих щілин з урахуванням оптимальних умов взаємодії магнітно-абразивного інструменту (МАІ) з оброблюваними поверхнями залежно від задач обробки. Визначено особливості контактної взаємодії поверхні БНТП з МАІ за магнітно-абразивної обробки за умов великих магнітних щілин. Розроблено експериментальну методику та визначено особливості кінетики формування мікропрофілю поверхні за МАО. Встановлено основні закономірності зміцнення методом МАО твердосплавного інструменту з покриттями різних типів на всіх стадіях технологічного комплексу, що складається з комбінацій МАО та нанесення спеціальних покриттів методами хіміко-технічної обробки й іонно-плазмового напилення.

  Скачати повний текст

Представлено теоретичні та експериментальні дослідження процесу плазмової поверхневої обробки інструментальних сталей. З використанням теорії теплопровідності розроблено методику розрахунку параметрів термічного циклу та оптимальних режимів плазмової обробки інструмента вздовж робочої кромки. На підставі металографічних досліджень встановлено механізми фазових і структурних перетворень в інструментальних сталях під час комплексної об'ємно-плазмової обробки, яка має об'ємне гартування за температур, нижчих і вищих від стандартних, а також плазмову поверхневу обробку за оптимальними режимами. Запропоновано методику механічних випробувань, яка дозволяє одержувати кількісні характеристики міцності та пластичності металу зміцненого шару. На підставі металографічних і рентгеноструктурних досліджень вивчено вплив різних механізмів зміцнення (твердорозчинного, зернограничного, субструктурного та дисперсійного) у процесі об'ємно-плазмової обробки на експлуатаційні властивості інструментальних сталей. Розроблено наукові основи технології комплексної обробки інструменту, яка забезпечує одночасне підвищення твердості й теплопровідності, а також міцності та пластичності у металі зміцненого шару.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню та розробці комбінованої лазерно-плазмово-іонної технології обробки різального інструмента (РІ) на базі лазерної модифікації поверхневого шару РІ, нанесення плазмово-іонного покриття з наступною його обробкою лазерним методом у єдиному технологічному процесі. Розроблено теоретичну модель теплового та напруженого станів різального інструмента з покриттям і зміцненим шаром. Створено експериментальну установку, проведено експериментальну перевірку можливості реалізацї комбінованої технології та експериментальне дослідження стійкості РІ. Наведено методику прогнозування якісних характеристик РІ (мікротвердості, шорсткості, зносостійкості, адгезійної міцності) залежно від технологічних параметрів установки. Створено методику розрахунку продуктивності технологічних процесів нанесення покриттів, світлопроменевої та комбінованої обробки. Розроблено та впроваджено технологічний процес комбінованої лазерно-плазмово-іонної обробки. Вперше встановлено залежність впливу технологічних параметрів установок на якісні характеристики РІ.

  Скачати повний текст

Розроблено нестаціонарну сумісну модель про теплофізичні та термомеханічні процеси, що відбуваються за умов механічної обробки у зоні різання та різального інструменту (РІ) з одно- та багатошаровими покриттями, яка дозволяє одержувати поля температур і напружень, а також прогнозувати стійкість РІ, враховуючи деформування. Обгрунтовано можливості вибору одно- та багатошарових покриттів (на підставі аналізу напруженого стану у зоні переходу від покриття з хімічної сполуки до чистого металу - прошарку) для ефективної роботи за динамічного та стаціонарного температурних режимів. Вибрано раціональні сполучення складу покриття з нітридів гафнію та цирконію на підставі результатів досліджень впливу частки гафнію у такому покритті на якісні характеристики у разі плазмово-іонної (ПІО) та комбінованої обробки. Розроблено фізико-технічні засади керування нанесення плазмово-іонних покриттів та їх використання за комбінованої технології, це дозволяє визначити технологічні параметри нанесення покриттів (тиск реакційного газу, потенціал на підкладинці, струм фокусувального магніту, струм дуги, температуру деталі, товщину покриття) з метою досягнення максимальної стійкості РІ, зносостійкості, мікротвердості та продуктивності нанесення покриттів.

  Скачати повний текст

Визначено фізико-механічні властивосі різальних пластин (щільність, твердість, коерцитивну силу, межу міцності у разі поперечного згину та мікроструктурного зламу). Розкрито особливості процесу спрацювання різальних пластин, виготовлених із регенерованих порошків групи ВК, вплив режимів різання на працездатність різальних пластин, а також тривалості розмелу у вібраційному млині на фізико-механічні властивості та процес спрацювання різальних пластин. На підставі теоретичного дослідження закономірностей процесу спрацювання твердосплавних різців визначено залежність знаходження хвилинної стійкості різця у разі зношування по головній задній поверхні внаслідок адгезії. Запропоновано залежність щодо визначення величини спрацювання на задній поверхні <$Eroman h sub 3>, яка дозволила встановити раціональні режими процесу різання регенерованими пластинами, що забезпечують збільшення працездатності інструменту у порівнянні з аналогічними пластинами, виготовленими зі стандартного сплаву ВК6.

  Скачати повний текст

На підставі результатів проведеного дослідження встановлено можливість дифузійного зварювання полікристалічними надтвердими матеріалами (ПНТМ) зі сталевою підкладкою (сталі 40, 40Х6 35ХГСА) для швидкорізального інструмента та визначено оптимальні технологічні параметри (температуру, ступінь вакууму, зусилля стиску, час ізотермічної витримки), що забезпечують високу міцність та якість зварного з'єднання. Для ПНТМ розроблено математичну модель, що дозволяє встановити оптимальні параметри технологічного процесу дифузійного зварювання стисненням, які забезпечують максимальну міцність їх з'єднання. Результати теоретичних розрахунків підтверджено промисловими випробуваннями. Розроблено нову конструкцію модулів термомеханічного стиснення (МТМС), що забезпечує високу продуктивність та якість з'єднання ріжучих елементів зі сталевою й твердосплавною основами. Удосконалено й апробовано технологічний процес дифузійного зварювання у вакуумі.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності багатофазної кристалізації високолегованих швидкорізальних сталей під час охолодження з рідкого стану у широкому інтервалі швидкостей охолодження. Висвітлено способи цілеспрямованого впливу на фазовий склад гранул швидкорізальних порошкових сталей за рахунок кінетики їх нагрівання. Розроблено параметри компактування, які сприяють зростанню кількості карбідної складової на 6 - 8 % і підвищенню стійкості інструмента в 1,8 рази.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію хімічного нанесення нікелевого покриття з заданою морфологією поверхні на синтетичні алмази. Проведено термодинамічні розрахунки та визначено хімізм перебігу процесу у лужному та кислому розчинах нікелювання. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження процесу очистки поверхні синтетичних алмазів та встановлено, що обробка у нітратній кислоті дозволяє одержати нікелеве покриття на синтетичних алмазах, що має високі характеристики поверхні. Проведено теоретичні й експериментальні дослідження процесу підготовки поверхні до металізації та встановлено, що плав гіпофосфату натрію дозволяє надати поверхні алмазів відновних властивостей без застосування солей дорогоцінних металів. Вивчено вплив аніону солі нікелю на процес відновлення нікелю. Запропоновано використовувати ацетат нікелю як його сіль. Установлено вплив концентрації ацетату нікелю, концентрації відновника - гіпофосфіту натрію, температури процесу, концентрації аміаку, швидкості перемішування, щільності завантаження та кількості стадій на процес нанесення нікелю та характеристики покриття. Запропоновано використання у технологічному процесі лужних розчинів нікелювання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вдосконалено та розроблено фізико-технічні основи процесу нанесення та вибору покриття, прогнозування режимів механічної обробки різального інструменту (РІ) з покриттям для чорнових і напівчистових операцій. Наведено комплексний метод вибору ефективного покриття, прогнозування необхідних технологічних параметрів процесів його нанесення та режимів різання за допомогою залежностей між режимами різання, ефективністю та працездатністю РІ з покриттям, що дозволяє визначати раціональні значення параметрів, які забезпечують досягнення необхідних експлуатаційних властивостей покриття для РІ у разі чорнових і напівчистових операцій. Експериментально визначено залежності стійкості, відносної стійкості, об'єму видаленого матеріалу за період стійкості та відносного видаленого об'єму у разі напівчистових операцій механічної обробки високоміцного чавуну від технологічних параметрів процесу нанесення покриття та режимів різання. Вибрано раціональні значення параметрів його нанесення та режими різання. Використання запропонованого методу дозволяє одержати комплексний технологічний процес нанесення покриття та визначити ефективні умови його застосування, розробити реальну адаптивну систему керування для установки нанесення покриття та підвищити ефективність їх практичного застосування. Завдяки впровадженню практичних результатів проведених досліджень, адаптивної системи керування установкою для нанесення покриття у вигляді комп'ютерної програми на підставі запропонованого методу на ДП ХМЗ ФЕД, одержано річний економічний ефект 77 тис. грн.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено теоретико-експериментальні положення формування порошкового магнітно-абразивного інструмента (МАІ) і підвищення працездатності спіральних свердел, які полягають в теоретичному обгрунтуванні. Проведено аналіз стану досліджень з застосування магнітно-абразивного оброблення (МАО) для підвищення якості поверхні деталей. Розроблено модель МАО для підвищення якості поверхні деталі. Розроблено методики досліджень властивостей і особливостей формування порошкового МАІ для МАО спіральних свердел. Досліджено особливості базування та переміщення виробів складної конфігурації в процесі МАО. Проведено експериментальні дослідження впливу МАО на зміну форми, розмірів оброблюваного інструмента, а також особливості контактної взаємодії МАІ з оброблюваною поверхнею, а саме: вплив форми, розмірів частинок та типу магнітно-абразивного порошку введення ЗОТС різноманітної природи і властивостей. Розроблено рекомендації з вибору форми магнітної щілини типу кільцева ванна, магнітно-абразивного порошку, ЗОТС і режимів оброблення для підвищення якості спіральних свердел за МАО.

  Скачати повний текст