05.03.01 "Процеси механічної обробки, верстати та інструменти"
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд 05.03.01 "Процеси механічної обробки, верстати та інструменти" за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 16 з 16
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Совершенствование технологии изготовления абразивных кругов ручных шлифовальных машин для уменьшения их вибраций(Украинский государственный научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь", 2016) Романченко, Павел ВладимировичДиссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01. процессы механической обработки, станки и инструменты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена решению актуальной задачи уменьшения уровня вибраций РШМ при абразивной обработке металлопродукции до уровня требований к вибрационным характеристикам ручных машин. Основной причиной вибраций РШМ является неуравновешенность масс вращающегося абразивного круга. При условии обеспечения однородной структуры абразивного инструмента, неуравновешенность масс абразивных кругов является следствием погрешностей их геометрической формы и формируется в процессе их прессования. Существующая технология и оснастка гарантировано не обеспечивают требуемый уровень точности абразивных кругов вследствие интенсивного износа формообразующих деталей прессформы при контакте с абразивной массой и ряда других конструктивных и технологических причин. В результате установления и анализа закономерностей формирования погрешностей формы абразивных кругов предложен новый подход к обеспечению точности изготовления абразивных кругов, необходимой для гарантированного достижения требований к вибрационным характеристикам работы РШМ. Определены возможные величины эксцентричности положения абразивного круга на шпинделе РШМ и непараллельности торцов круга. Для определения центробежных сил, возбуждающих колебания РШМ, получены формулы смещения центра тяжести абразивного круга от его эксцентричности и непараллельности торцов. Предложены оригинальные решения конструкции и технологии изготовления прессформы и технологии изготовления абразивного круга прямого профиля в разработанной прессформе, позволившие гарантировано обеспечить требуемую точность изготовления абразивных кругов и снизить уровень вибраций РШМ до уровня тренований к вибрационным характеристикам ручных машин.Документ Інтеграція кінематичних схем різання для компенсації сил при обробці полімерних композитів(НТУ "ХПІ", 2016) Самчук, Володимир ВолодимировичДисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертацію присвячено підвищенню якості оброблених поверхонь та продуктивності процесу різання нежорстких виробів із полімерних композитів за рахунок використання інтегрованих кінематичних схем різання, які дозволяють зменшити величину розмаху коливань виробу, оскільки вони передбачають взаємокомпенсацію сили різання та крутного моменту, діючих на виріб, що реалізовано при обробці виробів циліндричної форми зі склопластику. Розроблено узагальнену математичну модель процесу різання за інтегрованою кінематичною схемою різання, завдяки якій визначено необхідні умови обробки для взаємокомпенсації сил різання та крутного моменту та призначено раціональні режими різання на граничній умові розмаху коливань, який не повинен перевищувати розміру ровінга, що армує виріб у напрямку нормалі до обробленої поверхні. На основі отриманих розрахункових та експериментальних результатів досліджень сформовано ряд положень, за якими запропоновано прогресивний процес обробки нежорстких виробів ПКМ різанням, що базується на використанні різальних інструментів, пристроїв та устаткування, які створено на основі інтеграції принципових кінематичних схем різання. Розроблено перспективні конструкції пристроїв для обробки зовнішніх, внутрішніх циліндричних поверхонь та їх комплекс, розпилювання листових нежорстких виробів із полімерних композитів.Документ Подавление регенеративных автоколебаний при фрезеровании тонкостенного элемента детали концевыми цилиндрическими фрезами(Запорожский национальный технический университет, 2016) Козлова, Елена БорисовнаДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертационная работа посвящена выявлению основных закономерностей влияния косоугольности и разнонаклонности зубьев концевой цилиндрической фрезы на повышение ее виброустойчивости и качество обработанной поверхности при фрезеровании тонкостенного элемента детали. Показано, что при изучении динамики процессов резания необходимо учитывать не только силы резания, но и силы упругости, демпфирования и инерционные силы, а также собственные частоты колебаний как инструмента, так и обрабатываемой детали. Конструкция измерительного стенда и система оценивания результатов позволяют определять закон движения тонкостенного элемента детали под действием всех видов сил. Разработанная конструкция 4–зубой экспериментальной концевой цилиндрической фрезы с регулируемым углом наклона каждого зуба позволила определить влияние косоугольности и разнонаклонности зубьев на вибрационные процессы, возбуждаемые при фрезеровании. Проведены исследования по определению влияния цилиндрической и плоской ленточки на задней поверхности зуба на подавление регенеративных автоколебаний. Установлено, что плоская ленточка на задней поверхности оказывает существенное положительное влияние на снижение параметра размаха автоколебаний R2. Механизм подавления автоколебаний в данном случае связан с изменением условий трения между задней поверхностью зуба фрезы и поверхностью резания. В работе приведены результаты сравнительных исследований по одновременному влиянию на подавление автоколебаний применения фрез с разнонаклонными режущими зубьями, у которых на задней поверхности заточена плоская ленточка. Заточка ленточки на задней поверхности разнонаклонных зубьев позволяет дополнительно уменьшить размах автоколебаний. При высоких скоростях фрезерования, когда автоколебания вырождаются, применение фрез с разнонаклонными зубьями не эффективно.Документ Інтеграція кінематичних схем різання для компенсації сил при обробці полімерних композитів(Українська інженерно-педагогічна академія, 2016) Самчук, Володимир ВолодимировичДисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертацію присвячено підвищенню якості оброблених поверхонь та продуктивності процесу різання нежорстких виробів із полімерних композитів за рахунок використання інтегрованих кінематичних схем різання, які дозволяють зменшити величину розмаху коливань виробу, оскільки вони передбачають взаємокомпенсацію сили різання та крутного моменту, діючих на виріб, що реалізовано при обробці виробів циліндричної форми зі склопластику. Розроблено узагальнену математичну модель процесу різання за інтегрованою кінематичною схемою різання, завдяки якій визначено необхідні умови обробки для взаємокомпенсації сил різання та крутного моменту та призначено раціональні режими різання на граничній умові розмаху коливань, який не повинен перевищувати розміру ровінга, що армує виріб у напрямку нормалі до обробленої поверхні. На основі отриманих розрахункових та експериментальних результатів досліджень сформовано ряд положень, за якими запропоновано прогресивний процес обробки нежорстких виробів ПКМ різанням, що базується на використанні різальних інструментів, пристроїв та устаткування, які створено на основі інтеграції принципових кінематичних схем різання. Розроблено перспективні конструкції пристроїв для обробки зовнішніх, внутрішніх циліндричних поверхонь та їх комплекс, розпилювання листових нежорстких виробів із полімерних композитів.Документ Пригнічення регенеративних автоколивань при фрезеруванні тонкостінного елемента деталі кінцевими циліндричними фрезами(НТУ "ХПІ", 2016) Козлова, Олена БорисівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертаційну роботу присвячено виявленню основних закономірностей впливу косокутності і різнонахиленості зубів кінцевої циліндричної фрези на підвищення її вібростійкості і якість обробленої поверхні при фрезеруванні тонкостінного елемента деталі. Конструкція вимірювального стенду та система оцінювання результатів, а також розроблена конструкція 4–зубої експериментальної кінцевої циліндричної фрези з можливістю регулювання кута нахилу кожного зуба, дозволили визначити вплив косокутності і різнонахиленості зубів на вібраційні процеси, які збуджуються при фрезеруванні. За результатами проведених експериментів сформульовано визначальне співвідношення і виділені IV швидкісні зони коливань тонкостінного елемента деталі. Встановлено, що кут нахилу ріжучої кромки w від 30° до 45° найбільше підвищує вібростійкість процесу циліндричного фрезерування. Поворот осі обертання фрези позитивно впливає на демпфування регенеративних втоколивань і знижує параметр Ra відхилення профілю обробленої поверхні. Експериментально підтверджено, що максимальний ефект від різнонахиленості сусідніх зубів досягається при невеликих кутах Dw від 3° до 6° в умовах порушення регенеративних автоколивань. Плоска стрічка на задній поверхні має суттєвий позитивний вплив на зниження параметра розмаху автоколивань R2. Заточування стрічки на задній поверхні різнонахилених зубів дозволяє додатково зменшити розмах автоколивань. При високих швидкостях фрезерування, коли автоколивання вироджуються, застосування фрез з різнонахиленими зубами неефективне.Документ Удосконалення процесу плоского торцевого шліфування за рахунок управління параметрами зони контакту круга з деталлю(НТУ "ХПІ", 2017) Клименко, Віталій ГригоровичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертація присвячена вдосконаленню процесу плоского торцевого шліфування за рахунок управління параметрами зони контакту круга з деталлю, які безпосередньо впливають на зниження теплонапруженості в зоні обробки. Для цього зроблено: - аналіз лінійних параметрів та площі зони контакту РПК з деталлю та отримано залежності для їх визначення із застосуванням підходів аналітичної геометрії та геометричного комп'ютерного моделювання, що дало можливість запропонувати способи шліфування, засновані на управлінні величиною кута нахилу шпинделя з метою регламентування значень таких параметрів процесу шліфування, як увігнутість, висота залишкових гребінців та площа контакту РПК з деталлю; - 3Б моделювання систем стосовно процесів правки абразивних кругів алмазними олівцями та вібраційного шліфування й доказана можливість забезпечення працездатності олівців з СПА на рівні природних алмазів та інтенсифікації самозаточування алмазних зерен, що значною мірою прияє управлінню параметрами зони контакту круга з деталлю; - на основі аналізу отриманих особливостей та закономірностей управління параметрами зони контакту РПК з деталлю запропоновані оригінальні технічні рішення щодо підвищення ефективності процесу плоского торцевого шліфування шляхом удосконалення факторів, що впливають на зниження його температури в зоні обробки.Документ Забезпечення якості двошарових алмазних пластин при алмазно-іскровому шліфуванні на основі аналізу приведеного профілю ріжучої поверхні круга(НТУ "ХПІ", 2017) Руднєв, Олександр ВіталійовичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків, 2017. Дисертаційна робота присвячена розв'язанню задачі обробки нового інструментального матеріалу дрібнозернистих алмазно-твердосплавних пластин АТПМ, встановленню фізичних особливостей процесу алмазно-іскрового шліфування, встановленню та аналізу якісних закономірностей, досягненню високої продуктивності і найменшою сумарною технологічної собівартості. Досліджувалися фізичні особливості процесу АІШ пластин АТПМ на основі аналізу енергоємності процесу і коефіцієнтів шліфування, представлені особливості зносу алмазних кругів. Встановлено особливості формування шорсткості поверхні обробленого шару надтвердих матеріалів в залежності від приведеного профілю алмазного круга. Визначено на основі стійкісних випробувань оптимальні значення режимів шліфування лезового інструменту, при яких забеспечуються найменші значення технологічної собівартості у споживача.Документ Забезпечення якості двошарових алмазних пластин при алмазно-іскровому шліфуванні на основі аналізу приведеного профілю ріжучої поверхні круга(НТУ "ХПІ", 2017) Руднєв, Олександр ВіталійовичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Харків, 2017. Дисертаційна робота присвячена розв'язанню задачі обробки нового інструментального матеріалу дрібнозернистих алмазно-твердосплавних пластин АТПМ, встановленню фізичних особливостей процесу алмазно-іскрового шліфування, встановленню та аналізу якісних закономірностей, досягненню високої продуктивності і найменшою сумарною технологічної собівартості. Досліджувалися фізичні особливості процесу АІШ пластин АТПМ на основі аналізу енергоємності процесу і коефіцієнтів шліфування, представлені особливості зносу алмазних кругів. Встановлено особливості формування шорсткості поверхні обробленого шару надтвердих матеріалів в залежності від приведеного профілю алмазного круга. Визначено на основі стійкісних випробувань оптимальні значення режимів шліфування лезового інструменту, при яких забеспечуються найменші значення технологічної собівартості у споживача.Документ Вдосконалення технології виготовлення абразивних кругів ручних шліфувальних машин для зменшення їх вібрацій(НТУ "ХПІ", 2017) Романченко, Павло ВолодимировичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01. процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертацію присвячено рішенню актуальної задачі зменшення рівня вібрацій РШМ при абразивній обробці металопродукції до рівня вимог щодо вібраційних характеристик ручних машин, шляхом підвищення точності виготовлення абразивних кругів. Для оцінки потрібного рівня точності абразивних кругів виконано аналіз її формування відносно таких параметрів як ексцентричність положення круга на шпинделі РШМ та непаралельність торців круга. Для встановлення відцентрових сил, які збуджують коливання РШМ, отримано формули для визначення зміщення центра ваги абразивного круга від його ексцентричності та непаралельності торців. Рівень вібрацій в місцях контакту рук оператора з РШМ визначено за допомогою оригінальних математичних моделей динамічної системи "Абразивний круг – РШМ – оператор", які були розроблені для різних режимів роботи РШМ. На основі аналізу отриманих закономірностей формування точності абразивних кругів розроблено оригінальні технологічні та конструкторські рішенні, які дозволили зменшити рівень вібрацій РШМ до рівня вимог щодо вібраційних характеристик ручних машин.Документ Удосконалення процесу плоского торцевого шліфування за рахунок управління параметрами зони контакту круга з деталлю(Полтавський національний технічний університет ім. Юрія Кондратюка, 2017) Клименко, Віталій ГригоровичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертація присвячена вдосконаленню процесу плоского торцевого шліфування за рахунок управління параметрами зони контакту круга з деталлю, які безпосередньо впливають на зниження теплонапруженості в зоні обробки. Для цього зроблено: - аналіз лінійних параметрів та площі зони контакту РПК з деталлю та отримано залежності для їх визначення із застосуванням підходів аналітичної геометрії та геометричного комп'ютерного моделювання, що дало можливість запропонувати способи шліфування, засновані на управлінні величиною кута нахилу шпинделя з метою регламентування значень таких параметрів процесу шліфування, як увігнутість, висота залишкових гребінців та площа контакту РПК з деталлю; - 3Б моделювання систем стосовно процесів правки абразивних кругів алмазними олівцями та вібраційного шліфування й доказана можливість забезпечення працездатності олівців з СПА на рівні природних алмазів та інтенсифікації самозаточування алмазних зерен, що значною мірою прияє управлінню параметрами зони контакту круга з деталлю; - на основі аналізу отриманих особливостей та закономірностей управління параметрами зони контакту РПК з деталлю запропоновані оригінальні технічні рішення щодо підвищення ефективності процесу плоского торцевого шліфування шляхом удосконалення факторів, що впливають на зниження його температури в зоні обробки.Документ Проектування збірних різальних інструментів з непереточуваними пластинами бічної установки методом морфологічного аналізу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Настасенко, Валентин ОлексійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Херсонська державна морська академія Міністерства освіти і науки України України, м. Херсон, 2019. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2019. У вступі наведено обґрунтування вибору теми дослідження, сформульовано мету, завдання і описано методи дослідження. Сформульовано наукову новизну і практичне значення отриманих результатів. Наведено дані про апробацію результатів дисертації, публікації, що відображають її зміст, подано інформацію про особистий внесок здобувача. У першому розділі виконано огляд розвитку прогресивних збірних різальних інструментів з механічним кріпленням змінних непереточуваних пластин (ЗНП) і проблеми розробки методології їх проектування. Показано, що перехід до інструментів, оснащених ЗНП, пояснюються їх перевагами, а саме: підвищенням якості, точності і продуктивності обробки виробів, умов виробництва інструментів і ЗНП з підвищенням їх зносостійкості і надійності, поліпшенням умов відведення стружки, уніфікацією і зменшенням номенклатури і типорозмірів ЗНП та корпусів інструментів при їх багаторазовому застосуванні та розширенні видів і сфер їх використання. На прикладі відрізних різців показано, що ЗНП у них мають два варіанти установки: 1) бічного кріплення трьох-, чотирьох-, п’ятигранних ЗНП спеціальної форми – збоку гвинтом до голівки різця; 2) бічної установки ЗНП однією або двома різальними кромками в гнізді головки, з кріпленням їх зверху пружними або накладними гвинтовими притискачами. Показано, що недолік першої схеми – малий радіус відрізки (6…10 мм), недолік другої схеми – мала кількість (1…2) різальних кромок пластин. Для усунення цих недоліків потрібен пошук нових технічних рішень, які у більшості мають рівень винаходів, що ускладнює їх створення в рамках великої кількості раніше відомих. Найбільш ефективний такий пошук при розробці методології, заснованої на системних методах, тому потрібен їх детальний аналіз і подальше удосконалення. Показано також, що у збірних дискових фрезах використовують аналогічні ЗНП з їх радіальним кріпленням, що збільшує ширину прорізі до розміру, який на 10…15% більше за ширину ЗНП. Інший недолік відомих фрез – відносна складність установки та механічного кріплення ЗНП на корпусі. Для торцевих фрез, на прикладі збірної фрези Сестрорецького інструментального заводу з бічним кріпленням ЗНП для обробки бічних уступів, показано, що їх недолік – неможливість виконання чистового та напівчистового оброблення площини, яка сполучена з уступом, оскільки при бічній установці стандартних ЗНП радіус округлення їх вершин r ≥ 0,2 мм, що не дозволяє зрізати припуск менше 0,5 r. Для збірних кільцевих свердел показано, що недоліками відомих конструкцій є радіальна установка ЗНП, що збільшує ширину кільцевого прорізу і обмежує мінімальний діаметр свердління величиною 70 мм (для збірних свердел фірми Sandvik Coromant з твердосплавними ЗНП мінімальний діаметр свердління складає 120 мм). Проаналізовано системні методи пошуку нових технічних рішень і показано, що найбільш перспективними з них є: алгоритм і теорія рішення винахідницьких задач (АРВЗ); загальний евристичний метод; морфологічний аналіз і синтез; функціонально-вартісний аналіз (ФВА); функціонально-орієнтовані технології (ФОТ). Системні методи у проектуванні різальних інструментів використовуються недостатньо широко, що формує задачі для їх подальших досліджень, розв’язаних в роботі. У другому розділі на базі основних відомих системних методів пошуку нових технічних рішень виконано обґрунтування запропонованого методу проектування різальних інструментів з механічним кріпленням ЗНП та методів їх досліджень. В його основу покладено принципи ФОТ. Показано, що для ЗНП та різальних інструментів потрібна їх доробка, оскільки ФОТ не враховує весь життєвий цикл виробів, а лише дві його частини – виробництво та експлуатацію. Доведено, що повний цикл повинен мати ще 2 пари взаємопов’язаних додаткових етапів, а саме: проектування і конструювання, а також ремонт і утилізацію. Однієї з доробок запропонованої методології є врахування реальних потреб суспільства, техніко-економічного стану його розвитку на базі рівнів розвитку макросистем, що його складають, а саме: 1) споживання, 2) економіки, 3) науки, 4) техніки, 5) виробництва. В рамках реалізації отриманих результатів для елементів кріплення пластин різального інструменту запропоновано схему штучного інтелекту, як процесу мислення, у вигляді комбінації сполучень хвиль і частотних імпульсів та їх двійкових кодів, що дало змогу знайти нові рішення. На базі розроблених систем та вихідного варіанту ФОТ, процес створення нової техніки запропоновано розвинути до загальної системи – комплексної алгоритмічної розробки та виробництва продукції (КАРВП). Мета КАРВП – проблемне проектування на базі системних методів, які зменшують інерцію мислення проектувальника. Для цього систематизовано етап вибору та постановки проблеми, який охоплює усі етапи життєвого циклу об’єктів техніки. У третьому розділі, з урахуванням отриманих раніше результатів. запропоновано реалізацію системного проектування відрізних різців, оснащених ЗНП. Згідно проведеного на попередніх етапах аналізу конструкцій, виявлено три варіанти установки ЗНП: а) радіальну, б) тангенціальну, в) бічну, в останній виділено 2 види схем: 1) бічного кріплення ЗНП, 2) бічної установки. На їх базі розроблено комплексний варіант установки пластин, що закриває усі три площині загальної структури у вигляді граней кубу. Це характеризує дані три варіанти, як єдину систему і робить її завершеною. Однак ЗНП радіальної установки не можуть бути використані в тангенціальній, або бічний установках, оскільки значний радіус r їх вершин суттєво погіршує умови зрізання кореня стружки. Таким чином ці ЗНП не є взаємозамінними, тому запропоновано розділити їх на: радіальні (РЗНП) з різальними кромками на ребрах широких граней; тангенціальні (ТЗНП) з різальними кромками на ребрах широкої і вузької гранях; бічні (БЗНП) з різальними кромками на ребрах вузьких граней. При цьому БЗНП є такими, що встановлені на свою вузьку грань у нормальній площині до основної поверхні та до поверхні різання і здійснюють різання лезами, які утворені на ребрах їх вузьких граней. Для усунення радіусу r на ребрах базових ЗНП, запропоновано після їх пресування виконувати додаткову заточку лисок m або дугових виїмок радіусу rв, що зменшує перехідну радісну ділянку з r ≥ 0,2 мм до величини r ≤ 0,01 мм. При заточуванні лисок, які формують передню поверхню БЗНП, можлива оптимізація їх параметрів. Окрім зменшення ширини пазу, що прорізується, перевагами запропонованих БЗНП є: простота їх форми, збільшення кількості різальних кромок та збільшення товщини перетину і міцності БЗНП в напрямку дії сил різання, що є резервом для підвищення продуктивності різання шляхом збільшенням об’єму металу, що зрізається. На базі запропонованої методології та системи КАРВП створено новий метод системної розробки збірних відрізних і канавкових різців та БЗНП для їх оснащення. Для розробки нових БЗНП використано метод морфологічного аналізу, в якому виділено 17 морфологічних ознак пластин та визначено можливі варіанти їх виконання шляхом складання та розкриття морфологічних матриць В результаті аналізу вперше виділено: пірамідальні, кубічні і конічні виконання БЗНП, що найбільш доцільно для надтвердих матеріалів. Показано, що для БЗНП із твердих сплавів більш доцільні варіанти пластин, у яких виконано: радіусні виїмки, односторонні лиски, або двосторонні лиски на обох гранях, що формують ребра БЗНП. Кількість таких варіантів досягає 19. Усі БЗНП можуть мати центральний отвір для їх бічного кріплення, що подвоює кількість варіантів з 19 до 38. Усього, за рахунок впровадження розроблених методів проектування пластин, створено та захищено патентами понад 90 кінцевих рішень на рівні винаходів, що підтвердило ефективність даного методу. У четвертому розділі виконано розробку та дослідження пропонованих БЗНП та їх заготовок. В їх основу покладено принцип зниження собівартості виробництва шляхом зменшення об’єму припуску інструментального матеріалу, що видаляється при додатковій заточці. Розроблено схеми формування і отримані математичні вирази для розрахунку цього припуску при заточуванні БЗНП по передній або задній поверхнях. Показано, що площі So заточування збільшуються адекватно кількості n ребр БЗНП та радіусу ρ при їх вершині. Зокрема, зі збільшенням ρ з 0,2 до 2,4 мм площа заточування зростає за квадратичною залежністю (max 122 = 144 рази). Вихідна площа БЗНП зростає з ростом кута ε при вершині. Якщо за 100% прийнято лиски тригранної БЗНП з найменшим стандартним діаметром вписаного кола do = 9,525 мм, то при do = 12,70 мм, 15,875 мм, 19,05 мм, 22,20 мм їх частка зменшується за квадратичною залежністю згідно співвідношення фактичного do до вихідного do = 9,525 мм. Показано, що при цьому заточка лисок можлива тільки для тригранних і ромбічних БЗНП. Доведено, що перевагами двосторонньої заточки при однакових розмірах стрічок f"= f та h" = h, є: 1) збільшення радіусу ρ" на вершинах заготовки на 37 ... 63% в залежності від кута ε при вершині пластини; 2) зменшення кута різання β < 90о. Доведено, що заточування дугових виїмок на вершинах БЗНП подвоює кількість різальних кромок, що є їх суттєвою перевагою. Найбільш простий варіант його виконання – за дугою кола радіусом rв. Вибір rв вимагає розв’язання 2-х задач: 1) забезпечення необхідних умов формування і сходу стружки; 2) забезпечення максимально можливої міцності у перетині БЗНП та її різальних кромок, що створює технічне протиріччя, яке усунуто на подальшому етапі досліджень. Розв’язання 1-ї задачі забезпечено збільшенням розмірів БЗНП, 2-ї задачі – дотиком вписаного кола з бічними гранями та дуговими западинами БЗНП згідно отриманих математичних залежностей. Показано, що виконання виїмок за однорадіусною дугою rв може привести до зносу її парної вершини стружкою, що дає позитивний ефект самозаточування, але це явище недопустиме при нанесенні на її поверхню зносостійких покриттів. Для усунення даного недоліку запропоновано двохрадіусну дугову форму виїмок, що утворює в середині стружковідвідний виступ з кутом ξ = 1…2о і не допускає контакту стружки з протилежною вершиною. Для зменшення об’єму припуску на додаткову заточку запропоновано заготовки БЗНП, у яких на лисках, або на бічних гранях сформовано дугові виступи-вушка мінімального радіусу r, що дорівнює початковому радіусу ρ сполучення бічних граней пластини. Величину радіусу ρ ≥ 0,2 мм обрано в межах їх стандартних значень за умовами збільшення довговічності та міцності роботи пресформ для виготовлення БЗНП. Показано, що з трьох запропонованих варіантів виконання виступів, найбільш доцільним визнано їх зовнішнє розташування на прямолінійній ділянці БЗНП, яке дозволило застосувати плаский круг, спростило його правку і збільшило їх кількість в межах алмазного шару. Поздовжня подача кругу розподілила знос на всю його поверхню і збільшила продуктивність процесу заточування. Показано, що для бічних поверхонь БЗНП найбільш технологічні є піднутрення увігнутої сферичної, або конічної форми, з виконанням залишкових виступів Δf, оскільки вони збільшують об'єм матеріалу, що зношужться, при однаковій величині лінійного зносу Δh і поліпшують умови розподілу тепла. В масовому виробництві їх виконують пресуванням, в індивідуальному і дрібносерійному – шліфуванням. У п’ятому розділі виконано запропоновано системне проектування дискових відрізних і канавкових фрез із БЗНП і проведено їх дослідження. Доведено, що найбільш перспективною для зменшення ширини розпилювання заготовок є бічне кріплення БЗНП в гнізді на корпусі дискової фрези. Представлено конструкції розроблених збірних дискових фрез з БЗНП, захищених патентами. Їх зубцями є БЗНП ромбічної форми товщиною s без задніх кутів, які встановлено на торцях корпусу в лівих і правих пазах, а пластини виконано з лисками, або дуговими виїмками на гострих вершинах. За рахунок перекриття звернених одна до одної БЗНП, сформовано ширину фрези H <2s. Кріплення БЗНП здійснено по їх центральним отворах з фаскою гвинтами, з упором основи пластин в основи пазів та в їх бічні сторони, за рахунок зміщення (ексцентриситету) осей, виконаних в корпусі різьбових отворів під гвинти, та отворів пластин. Дія сил різання при цьому забезпечує притиск БЗНП до бічної сторони паза. Для розміщення і відведення стружки від передньої поверхні зубців, на зовнішньому діаметрі корпусу виконано стружкові канавки, які спрямовано до бічної сторони пластин. Методологію проектування фрез за розробленими системними принципами пов’язано з перебиранням можливих варіантів виконання пропонованих БЗНП та варіантів їх кріплення в гніздах корпусу. В її основу також покладено метод морфологічного аналізу, в якому морфологічними ознаками є розроблені варіанти виконання БЗНП. На базі виконаних розробок виготовлено і випробувано у виробничих умовах дискові відрізні фрези із затисканням БЗНП клиновими притискачами та ексцентриковими гвинтами. Виконання БЗНП, які рекомендовано до використання: в одиничному та дрібносерійному виробництві – ромбічні з кутом 80о і лисками, у масовому – квадратні з видаленими вушками і з дуговими виїмками. Порівняння ширини прорізу збірних стандартних фрез з РЗНП і пропонованих з БЗНП показало, що вона зменшується з 10 до 6 мм, а переріз БЗНП у напрямку дії сил різання збільшується до їх ширини, тому зростає з 3,18 і 6,35 мм у відомих РЗНП, до 8,1 до 19,3 мм у пропонованих БЗНП. Це веде до збільшення міцності і жорсткості зубців даних фрез, що є резервом для росту їх продуктивності. Розроблено систему дослідження навантаження корпусу пропонованих конструкцій дискових відрізних фрез на базі методу скінченних елементів. Розвиток конструктивного виконання дискових фрез пов'язано з переходом до пазових тристоронніх, для різної ширини оброблюваних пазів. Для цього три, або більшу кількість БЗП встановлюють між собою в шаховому порядку. Таким чином охоплено увесь можливий діапазон розмірів ширини дискових, канавкових і прорізних фрез. Шостий розділ присвячено системному проектування торцевих фрез та кільцевих свердел і виконано їх дослідження. Показано. що заміна квадратних ЗНП у чорнових базових фрез на запатентовані ромбічні БЗНП з кутом профілю 80о і заточкою лисок на вершинах з радіусом сполучення різальних кромок ≤ 0,01 мм перетворює чорнову фрезу у чистову. Окрім ромбічних можлива установка усіх інших виконань БЗНП, розроблених в розділі 3. Фреза має корпус та БЗНП тригранної форми, які встановлено у пази на зовнішній бічній поверхні корпусу. Опорна поверхня пазу забезпечує установку БЗНП з бічним заднім кутом біч = 1,5 ... 2,5о, а подовжня опорна поверхня 4 під бічну сторону пластини розташована під кутом ос до осі фрези. Кріплення БЗНП можливе гвинтом з конічною голівкою, що контактує з фаскою отвору БЗНП при зміщенні осі нарізного отвору під гвинт до опори, або до штифтів. Для зменшення зносу штифтів поверхня на їх голівці збільшена виконанням лисок. Можлива також установка БЗНП отвором на штифт і затиск її гвинтом з ексцентричною поверхнею, вектор сили затяжки якої перетинає поверхні інших опор. Показано, що подальший розвиток запропонованих конструкцій фрез і нових способів їх використання пов’язано з можливістю деформуючої чистової обробки виробів. Для цього достатньо базову фрезу обертати проти годинникової стрілки, а подачу виконати в напрямку вихідного заднього кута. Найбільш ефективним в даному випадку є використання круглих ЗНП, які забезпечують деформування в будь-якому напрямку обертання фрези. Наступним варіантами розвитку фрез є одночасне поєднання на них різальних БЗНП і деформуючих ЗНП у 2-х варіантах їх установки: 1) чергуванні одна за одною послідовно, що зменшує кількість різальних пластин на діаметрі фрези; 2) накладені одна на одну, що дозволяє зберегти їх початкову кількість. Показано, що можлива заміна 2-х накладних пластин на одну різально- деформуючу, у якої на половині товщини бічних ребр у вершин виконані лиски з кутом нахилу 15 … 30о, або дугові виїмки, а на другий половині збережений радіус округлення вершин стандартних ЗНП. Для збірних кільцевих свердел з БЗНП особливості їх системного проектування пов’язано з бічною установкою пластин і зменшенням діаметру свердління. Базовими прийнято пропоновані БЗНП з лисками або виїмками на вершинах, кількість виконання яких подвоюється для пластин з отворами. Однак при конструюванні свердел цих даних для проведення морфологічного аналізу недостатньо, тому було використано розроблену систему КАРВП. В основу розробки покладено конструкцію торцевої фрези з бічним кріпленням БЗНП, яку можна використати для кільцевого свердління листового матеріалу товщиною до 2 мм. Згідно системі КАРВП дану задачу розділено на 2 підзадачі, які показали, що обмеження глибини свердління базовою фрезою пов’язано з бічним кріпленням БЗНП до корпусу. Усунути цей недолік дозволяє: 1) розміщення БЗНП на лобовій кільцевій поверхні свердла, 2) парне кріплення БЗНП, що прорізають канавки по зовнішньому і внутрішньому діаметрам свердління при узгодженні їх розмірів, параметрів установки і діаметру свердління. Для кільцевого свердла оснащеного двома парами зовнішніх і внутрішніх ромбічних БЗНП на базі ЗНП ГОСТ 19056-80 з кутом профілю 80о, мінімальний зовнішній діаметр свердління забезпечено за умови перекриття слідів різання парними пластинами. Для розрахунку геометричних параметрів пропонованих свердел та пластин для їх оснащення розроблено відповідне аналітичне забезпечення. Показано, що мінімальний діаметр свердління запропонованими збірними свердлами становить 11,8 мм, а максимальний діаметр не має обмежень і визначається лише розмірами та кількістю БЗНП. Усі розроблені конструкцій свердел та БЗНП захищено патентами. Показано, що вони мають високу розрахункову міцність, жорсткість, точність і працездатність. Голівку свердла з діаметром свердління D'a = 28 мм було виготовлено і випробувано з позитивними результатами. Запропоновані конструкції формують новий напрямок розробки кільцевих свердел та БЗНП для їх оснащення. В сьомому розділі розглянуто питання виробництва та експлуатації розроблених інструментів та БЗНП для їх оснащення і проведено їх дослідження, викладено основні принципи і методи їх проведення, описано використане обладнання, апаратуру, пристрої та оброблювальні матеріали, вимірювальні та різальні інструменти. Приведено методики оцінки статичної жорсткості різців та інших інструментів, визначення у них раціонального переднього γ і заднього α кутів. На всіх етапах дослідження виконано обробку експериментальних даних із застосуванням методів математичної статистики. Дослідження розмірно-масових показників відомих і пропонованих БЗНП показали, що за витратами інструментального матеріалу вони поступаються пластинам Q–Cut і CoroCut 2, але мають у 3-6 разів більшу кількість різальних кромок. У порівнянні з пластинами CoroCut 3, MultiCut-4, PentaCut, вони мають переваги за витратою інструментального матеріалу і за діаметром відрізки, оскільки збільшують його з 6 мм до 24 мм для БЗНП з лисками, та до 19,5 мм для БЗНП з дуговими виїмками на вершинах. Вимірюваннями деформації голівки різця встановлено, що переваги має схема, де притискач діє по центральній осі гнізда. Під час виконання випробувань розробленими інструментами виконували види робіт, за тими ж умовами і режимами, за яких експлуатують базові інструменти, і робили висновок про їх працездатність. Деформації розроблених відрізних різців вимірювали експериментально і розрахунками за методом скінчених елементів. Показано, що для дискових і торцевих фрез та кільцевих свердел в індивідуальному виробництві найбільш доцільними є ромбічні БЗНП з кутом профілю 80о. В масовому виробництві, при пресуванні зовнішніх виступів-вушок радіусу r на заготовках, найбільш доцільні квадратні пластини. Дослідження деформацій дискових фрез від дії сил різання здійснено по аналогії з різцями, експериментально і розрахунками за методом скінчених елементів.Документ Проектування збірних різальних інструментів з непереточуваними пластинами бічної установки методом морфологічного аналізу(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Настасенко, Валентин ОлексійовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Херсонська державна морська академія, м. Херсон, 2019. Дисертацію присвячено рішенню важливої науково-прикладної проблеми – створення і проектування збірних відрізних різців, дискових фрез, торцевих фрез та кільцевих свердел, оснащених бічними змінними непереточуваними пластинами (БЗНП) на базі методу морфологічного аналізу, який охоплює усі можливі варіанти виконань і дозволяє провести їх повний аналіз з відбором найбільш доцільних з них. Запропоновано комплексну алгоритмічну розробку і виробництво продукції та методологію її проектування, яка враховує потреби суспільства, рівень його соціально-економічного та науково-технічного розвитку в умовах всього життєвого циклу створюваної техніки. Головною ознакою БЗНП є наявність гострих різальних кромок на її їх бічних ребрах. Ці БЗНП, в сукупності з радіальними і тангенціальними непереточуваними пластинами, завершують кубічну схему їх установок в різальних інструментах. Обґрунтовано і знайдено розрахункові залежності для визначення конструктивних і геометричних параметрів БЗНП, в них враховано умови зменшення припуску на їх обробку та забезпечення найбільшої міцності і кращого сходження стружки. Для відрізних різців рекомендовано тригранні БЗНП з лисками або дуговими виїмками на їх вершинах, які мають надійне кріплення в гнізді різця клинової форми, а їх виготовлення є найбільш простим в умовах будь-якого типу виробництва. Дані БЗНП переважають БЗНП Corocut-3, Multicut, Pentacut, оскільки збільшують радіус відрізки з 10 до 24 мм і зменшують витрати інструментального матеріалу на одну різальну кромку. Ще більш ефективні квадратні БЗНП з виїмками, але у відрізних різців вони потребують складної форми гнізда для їх розміщення. Створено нові різновиди дискових фрез з бічним кріпленням БЗНП, які зменшують мінімальну товщину пазу відрізки з 10 до 6 мм, та торцеві фрези з БЗНП для чистової обробки, які доповнюють процес різання зміцнюючою деформуючою обробкою. Розроблено кільцеві свердла з механічним кріпленням БЗНП, які зменшують мінімальний діаметр свердлення з 70 до 12 мм без обмежень максимального діаметру. Випробування і дослідження пропонованих інструментів підтвердили їх працездатність, що дозволило рекомендувати їх до широкого подальшого дослідження і впровадження з розробкою ДСТУ.Документ Проектування інструменту для обробки неевольвентних зубчастих передач із заданими коефіцієнтами контактного тиску і перекриття(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Третяк, Тетяна ЄвгенівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Дисертацію присвячено проектуванню зуборізних інструментів, що забезпечують задані параметри тиску та перекриття неевольвентної зубчастої передачі. У роботі проведено огляд літератури, аналіз існуючих зубчастих зачеплень з неевольвентним профілем зубів, їх переваг і недоліків, існуючих способів формоутворення та інструментів для обробки неевольвентних зубчастих коліс. Обґрунтовано актуальність дослідження зубчастих передач зі складним неевольвентним профілем бічних поверхонь зубів і розробки інструментів для їх обробки, після переточувань яких профіль бічних поверхонь зубів оброблюваного зубчастого колеса геометрично не змінюється. Для вирішення задач дисертації використано єдину математичну базу - апарат багатопараметричних відображень простору – уніфіковану структуру відображення для зубчастих зачеплень і компактний набір уніфікованих операторів, параметрів і функціональних зв’язків. Розроблено геометричну модель кінематичної кривої як потенційного профілю бічної поверхні зуба зуборізного інструменту. Розроблено алгоритм геометричного моделювання кінематичної кривої та аналізу її геометричних властивостей, що визначають зачеплення профілів бічних поверхонь зубів – векторів дотичних, бінормалей і нормалей, радіусів кривини в точках кривої, а також лінії центрів кривизни. За допомогою обчислювальних експериментів отримано поле кривих. Запропоновано класифікацію плоских кінематичних кривих та визначено їх область існування. Розроблено математичну модель розрахунку профілю зуба зуборізного інструменту для обробки неевольвентних зубчастих коліс. Як нелінійний профіль бічної поверхні зуба інструментальної рейки розглянуто деяку ділянку однієї з модельованих плоских кінематичних кривих. Також розроблено математичну модель розрахунку профілю огинаючої поверхні зуба зубчастого колеса, оброблюваного за методом обкатки. Запропоновано новий структурний підхід до знаходження формоутворюваної та інструментальної поверхонь як огинаючих, що не вимагає виведення конкретних аналітичних рівнянь. Розроблено алгоритм розрахунку профілю огинаючих поверхонь для обкатних інструментів і оброблюваних зубчастих коліс. Розроблено методику геометричного аналізу процесу формоутворення поверхонь обкатними зуборізними інструментами, що дозволяє аналізувати хід процесу формоутворення поверхні зубчастого колеса, виявляти появу підрізів, а також визначати діапазон зубчастих коліс, який може бути отриманий при використанні конкретного обкатного інструменту. Досліджено послідовне формоутворення западини між зубами зубчастого колеса з модулем m=5 мм і кількістю зубів z=8, 20 і 100 в результаті врізання в тіло заготовки зуба інструментальної рейки з увігнутим, опуклим, увігнуто-опуклим і прямолінійним профілем бічних поверхонь зубів. Описано методику отримання профілів сполучених поверхонь зубів неевольвентних зубчастих коліс як огинаючих заданих поверхонь зубів інструментів. Запропоновано схему формоутворення пар неевольвентних зубчастих коліс, з яких може бути складено зубчасте зачеплення. Показано, що для отримання сполучених поверхонь зубів двох неевольвентних зубчастих коліс можуть бути використані дві інструментальні рейки з профілями бічних поверхонь зубів, зворотними по відношенню один до одного. Розроблено математичну модель розрахунку коефіцієнтів тиску між зубами та перекриття зубчастої передачі. Таким чином, створені передумо ви для вибору з отриманого в результаті геометричного моделювання поля кривих таких профілів зубів інструментів, які б забезпечували найбільш раціональне поєднання профілів зубів оброблених ними зубчастих коліс і необхідні якісні показники зубчастого зачеплення. Проведено серії чисельних експериментів для аналізу якісних показників зубчастих зачеплень, утворених рейками з різним профілем бічних поверхонь зубів. Досліджено зачеплення профілів бічних поверхонь зубів зубчастих коліс з модулем m=5 мм і кількостями зубів z1=20 та z2=30, утворених інструментальною рейкою з прямолінійним профілем, інструментальними рейками 1 і 2 з увігнутим і опуклим профілями, а також інструментальними рейками 1 і 2 з увігнуто-опуклими профілями зубів. Визначено лінії зачеплення та активні ділянки профілів бічних поверхонь зубів. Знайдені чисельні значення довжин активних ділянок профілів і коефіцієнтів перекриття зубчастих зачеплень, а також чисельні значення коефіцієнтів тиску в точках торкання профілів зубів зубчастих коліс. Розраховані середні значення коефіцієнта тиску для точок профілів зубів. Показано, що неевольвентні зубчасті зачеплення можуть мати більші приведені радіуси кривизни (і внаслідок цього менші коефіцієнти тиску) в точках торкання профілів порівняно з евольвентними зачепленнями при збільшенні або зменшенні коефіцієнта перекриття зубчастого зачеплення. У зубчастих зачепленнях, утворених рейками 1 і 2 з увігнутим і опуклим профілями зубів, а також рейками 1 і 2 з увігнуто-опуклими профілями зубів, коефіцієнти тиску в точках торкання профілів менше в середньому в 1,6 і в 1,9 рази, ніж у зачепленні, утвореному рейкою з прямолінійним профілем зубів. При цьому коефіцієнти перекриття зубчатого зачеплення для них становлять 1,072 і 1,268, тоді як для евольвентного зачеплення він дорівнює 1,573. Проведено обчислення та аналіз якісних показників зубчастих зачеплень, утворених рейками з різним профілем зубів та складених із коліс з різними поєднаннями z1=8…100 і z2=8…100. Варіантами обкатних зуборізних інструментів можуть бути монолітний фасонний довбяк або фасонна черв’ячна фреза. Запропоновано також нові різновиди збірних зуборізних довбяків із призматичними та круглими фасонними різцями, які забезпечують незмінність профілю ріжучих кромок при переточуваннях. Розроблено методики профілювання ріжучої частини обкатних зуборізних інструментів для обробки неевольвентних зубчастих коліс: – монолітного фасонного довбяка для обробки зубчастих коліс нормальної точності; – збірних довбяков з призматичними та круглими фасонними різцями для обробки зубчастих коліс при підвищених вимогах до профілю зуба колеса та міжцентровій відстані в передачі; – фасонної черв’ячної фрези для обробки зубчастих коліс нормальної точності. Новизна роботи полягає в наступному. Запропоновано і теоретично обгрунтовано узагальнену математичну модель формування профілів ріжучої частини інструментів для формоутворення неевольвентних зубчастих передач в умовах серійного виробництва на основі кінематичного аналізу їх руху методами теорії відображень простору, що базується на: 1) вперше запропонованій математичній моделі розрахунку на основі геометричного моделювання кінематичних кривих потенційно можливих профілів зубів зуборізних інструментів для обробки зубчастої передачі з заданими коефіцієнтами контактного тиску і перекриття; 2) вперше запропонованій математичній моделі розрахунку множини профілів огинаючих поверхонь зубів інструментів як профілів зубів зубчастих коліс, оброблюваних за методом обкатки, з метою їх найбільш раціонального вибору за критеріями якості зубчастих передач; 3) вперше запропонованій математичній моделі розрахунку коефіцієнтів тиску між зубами і перекриття зубчастої передачі, що дозволяє здійснювати цілеспрямоване формування профілів зубів зуборізних інструментів. Розроблені методики, а також спроектовані різальні інструменти апробовано та впроваджено в проектних організаціях і на провідних підприємствах м. Харкова. Розроблено практичні рекомендації щодо їх використання.Документ Проектування інструменту для обробки неевольвентних зубчастих передач із заданими коефіцієнтами контактного тиску і перекриття(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Третяк, Тетяна ЄвгенівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Дисертацію присвячено проектуванню зуборізних інструментів, що забезпечують задані параметри тиску та перекриття неевольвентної зубчастої передачі. Для вирішення задач дисертації використано єдину математичну базу – апарат багатопараметричних відображень простору. Розроблено геометричну модель кінематичної кривої як потенційного профілю бічної поверхні зуба зуборізного інструменту, математичні моделі розрахунку профілю зуба зуборізного інструменту для обробки неевольвентних зубчастих коліс та профілю огинаючої поверхні зуба зубчастого колеса, оброблюваного за методом обкатки. Описано методики геометричного аналізу процесу формоутворення поверхонь обкатними зуборізними інструментами, отримання профілів сполучених поверхонь зубів неевольвентних зубчастих коліс як огинаючих заданих поверхонь зубів інструментів. Розроблено математичну модель розрахунку коефіцієнтів тиску між зубами та перекриття зубчастої передачі. Показано, що неевольвентні зубчасті зачеплення можуть мати більші приведені радіуси кривизни (і внаслідок цього менші коефіцієнти тиску) в точках торкання профілів порівняно з евольвентними зачепленнями при збільшенні або зменшенні коефіцієнта перекриття зубчастого зачеплення. Розроблено методики профілювання ріжучої частини обкатних зуборізних інструментів для обробки неевольвентних зубчастих коліс. Запропоновано нові різновиди збірних зуборізних довбяків із призматичними та круглими фасонними різцями, які забезпечують незмінність профілю ріжучих кромок при переточуваннях. Розроблені методики, а також спроектовані різальні інструменти апробовано та впроваджено в проектних організаціях і на підприємствах м. Харкова.Документ Удосконалення процесу алмазного шліфування кругами на керамічній зв'язці за рахунок забезпечення їх самозаточування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Федоренко, Дмитро ОлеговичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – "Процеси механічної обробки, верстати та інструменти" (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Дисертаційне дослідження присвячене вирішенню актуальної науково-прикладної задачі розробки теоретичних і технологічних принципів забезпечення умов самозаточування алмазних кругів на керамічних зв’язках. Метою роботи є підвищення ефективності алмазного шліфування за рахунок реалізації раціонального самозаточування кругів на керамічних зв’язках шляхом науково обґрунтованого визначення їх характеристик на етапі проектування, виготовлення та експлуатації інструменту. Об’єкт дослідження – процеси формування алмазно-абразивного інструменту на керамічних зв’язках та шліфування в режимі самозаточування. Предмет дослідження – визначення раціональних характеристик і технологічних параметрів виготовлення алмазних кругів, а також режимів шліфування, що забезпечують їх раціональне самозаточування. У вступі обґрунтовано актуальність роботи, визначено її мету та завдання, об'єкт, предмет і методи дослідження, розкрито наукову новизну і практичну значимість, надано дані про апробацію результатів, наукові публікації і структуру роботи. Перший розділ присвячено комплексному аналізу науково-технічної інформації щодо перспективних напрямків розвитку сучасного виробництва ААІ, основних факторів, що визначають процеси руйнування алмазних кругів, а також шляхи підвищення їх стійкості. Розглянуті теоретичні та технологічні передумови самозаточування алмазних кругів, зауважено, що натепер не існує єдиного погляду на природу самозаточування, що ускладнює розробку оперативних методів впливу на робочу поверхню алмазного круга. Показана перспективність використання алмазно-абразивного інструменту (ААІ) на керамічних зв’язках, які відрізняються високою якістю обробки, твердістю, стійкістю до високих темпера-тур і хімічних впливів, дозволяють виготовляти інструмент із різним типом структури та за певних умов шліфування демонструють ефект самозаточування. Зазначено, що станом на сьогодні склокерамічні зв'язки для виготовлення ААІ не використовують через високу температуру спікання керамо-матричного абразивного шару інструменту, яка викликає термічну деградацію алмазних зерен. Отже для реалізації потенціалу ААІ на керамічних зв’язках необхідним є науково-обґрунтованій підхід до створення алмазних кругів на легкоплавких зв’язках із комплексом заданих фізико-механічних і теплофізичних властивостей. Проаналізовано сучасні підходи до вивчення процесів виготовлення та експлуатації алмазних кругів. Зроблено висновок, що найбільш дієвим способом вирішення задачі оптимізації характеристик складових алмазоносного шару круга, технологічних параметрів його спікання та шліфування в режимі раціонального самозаточування є моделювання відповідних процесів з використанням методу кінцевих елементів. На підставі аналізу літературних даних сформульовано мету і задачі досліджень та визначено шляхи їх вирішення. У другому розділі представлено характеристику загальної методології досліджень. Викладено вдосконалену методологію моделювання процесу спікання алмазоносного шару ААІ і шліфування в режимі самозаточування, що ґрунтується на кінцево-елементних розрахунках, описано програмні продукти та загальні умови проведення модельних експериментів. Надано характеристику матеріалів для розробки склокерамічних зв'язок і алмазовмісних композитів, а також описані методики експериментальних випробувань. Визначення особливостей процесу шліфування і якості обробленої поверхні проводили за загальноприйнятими методиками та включали вимірювання 3D топографії робочої поверхні круга з використанням методу лазерного сканування. Дослідження процесів фазоутворення, структури та фазового складу матеріалів здійснювали з використанням рентгенофазового, диференційно-термічного та електронно-мікроскопічного методів. При проведенні досліджень залучено прилади та устаткування міжкафедральної лабораторії НТУ "ХПІ", Вісмарської ви- щої школи, Магдебурзького технічного університету, Техаського університету A&M. Третій розділ присвячений теоретичним дослідженням НДС компонентів алмазного круга на стадії виготовлення ААІ. Обговорюються результати мікрорівневого 3D моделювання процесу спікання алмазоносного шару, на підставі яких надано рекомендації щодо раціональних характеристик керамоматричного алмазовмісного композиту. За даним напрямком отримані наступні результати: – удосконалено методологію проектування ААІ на основі комплексного 3D моделювання алмазних кругів, здатних до самозаточування при шліфуванні важко-оброблюваних матеріалів; вперше моделювання процесів спікання алмазоносного шару та шліфування здійснено з урахуванням температурних залежностей основних властивостей структурних компонентів круга, а також пористості зв'язки; – встановлено, що основними причинами, що стримують широке використання алмазних кругів на серійних керамічних зв'язках є невідповідність високої температури їх плавлення (понад 800 ºС) та міцності алмазних зерен, що призводить до передчасного руйнування зерен ще на стадії виготовлення кругів; – виявлено зв'язок стану зерен при спіканні алмазоносного шару та їх здатності до відновлення різальних властивостей при шліфуванні; встановлено, що для раціонального самозаточування зерна мають зберігати цілісність та знаходитись в перед-руйнівному стані, який характеризується наявністю мікротріщин, успадкованих після спікання алмазоносного шару; – встановлено вплив технологічних параметрів процесу і характеристик алмазного круга на цілісність зерен при спіканні, на підставі чого надано практичні рекомендації по вибору алмазних композицій з раціональними властивостями. В четвертому розділі представлено результати кінцево-елементного моделювання процесу шліфування алмазними кругами в режимі самозаточування. Досліджено вплив характеристик алмазоносного шару та властивостей різних важкооброблюваних матеріалів на зміну напружено-деформованого стану в зоні різання. Дослідження в цьому напрямку дали такі результати: – вперше визначені оптимальні поєднання фізико-механічних і тепло-фізичних властивостей керамічної зв’язки залежно від пористості алмазоносного шару, концентрації і зернистості порошків, які забезпечують раціональне самозаточування при шліфуванні важкооброблюваних матеріалів; – визначено вплив характеристик алмазних порошків, їх концентрації, властивостей зв’язки, глибини закладення зерен в зв’язку та розмірів площадок зносу, що утворюються при шліфуванні, на напружено-деформований стан (НДС) системи; – проведено аналіз процесу шліфування у вирішувачі LS-Dyna; визначені об’єми зруйнованих зерен і оброблювального матеріалу в різні періоди шліфування. Пятий розділ містить результати досліджень, спрямованих на розробку легкоплавких склокерамічних зв'язок із заданим комплексом властивостей та керамо-матричних алмазовмісних композитів з раціональними характеристиками. Результати досліджень в даному напрямку дозволили визначити наступне: – розроблено легкоплавку склокерамічну зв’язку, яка забезпечує отримання алмазоносного шару за температури спікання 600–620 ºС та за комплексом властивостей задовольняє визначеним умовам раціонального самозаточування круга. Встановлено, що модифікація базової евтектичної композиції системи Na₂O–B₂O₃–SiO₂ оксидами Li₂O і TiO₂ забезпечує утворення титанатів літію, які підвищують жаростійкість, зносостійкість і водостійкість склокерамічної зв’язки; – показано, що використання пороутворюючої добавки (2,0–2,5 мас. % Li₂CO₃) або структуроутворюючого наповнювача (20–30 мас. % техногенних мікро-сфер), дозволяє збільшити пористість алмазного круга до 25–33% і 45–55% відповідно та підвищити працездатність інструменту за рахунок раціонального самозаточування; – розроблено алгоритм і методологію вибору раціональних характеристик алмазоносного шару, що дозволяє підвищити стійкість інструменту і продуктивність шліфування важкооброблюваних матеріалів. Ефективність запропонованих технологічних рішень підтверджена результатами лабораторно-промислових випробувань в умовах ТОВ "Інстайл" і ТОВ "Компанія ЗБРОЯ", які свідчать про підвищення продуктивності шліфування в 1,7-1,8 разів та зниження собівартості алмазної обробки в 1,5 рази за рахунок скорочення витрат алмазних зерен на 20-40%.Документ Удосконалення процесу алмазного шліфування кругами на керамічній зв'язці за рахунок забезпечення їх самозаточування(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Федоренко, Дмитро ОлеговичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2021. Дисертація присвячена вирішенню проблеми підвищення ефективності шліфування за рахунок управління процесом самозаточування алмазних кругів на керамічних зв’язках шляхом визначення їх раціональних характеристик на етапах виготовлення та експлуатації інструменту. Встановлено, що основною причиною зниження різальної здатності алмазних кругів на серійних керамічних зв’язках є невідповідність високої температури плавлення зв’язки (понад 800 ºС) та міцності алмазних зерен, що призводить до їх термодеструкції. Розроблено методологію та алгоритм вибору раціональної структури алмазноносного шару ААІ на керамічних зв’язках. Визначено оптимальні характеристики алмазних кругів, здатних до раціонального самозаточування при шліфуванні важкооброблюваних матеріалів різних груп. На прикладі алмазних кругів на розробленій легкоплавкій склокерамічний зв’язці експериментально підтверджено ефективність запропонованого підходу.