Розробка наукових основ та способів практичної реалізації управління пристосовуваністю при алмазному шліфуванні надтвердих матеріалів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОЗРОБКА НАУКОВИХ ОСНОВ ТА СПОСОБІВ ПРАКТИЧНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ УПРАВЛІННЯ ПРИСТОСОВУВАНІСТЮ ПРИ АЛМАЗНОМУ ШЛІФУВАННІ НАДТВЕРДИХ МАТЕРІАЛІВРобота виконана на кафедрі "Різання матеріалів та різальні інструменти" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Грабченко Анатолій Іванович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", завідувач кафедри "Різання матеріалів та різальні інструменти". Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Внуков Юрій Миколайович, Запорізький національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, проректор з наукової роботи; доктор технічних наук, професор Матюха Петро Григорович Донецький національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, м. Захист відбудеться "24" жовтня 2002 р. о "14" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.050.12 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут "за адресою: 61002, м.Виконання дисертаційної роботи повязано з держбюджетною і міжнародною науковою тематикою кафедри "Різання матеріалів і різальні інструменти" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" з наступних тем і програм: М2201 "Розробка теоретичних основ та створення нових методів, обладнання і високоефективних інструментів для обробки неметалічних композиційних та інших важкооброблювальних матеріалів", 1991-1993 рр.; КН2211 "Фізичне та математичне моделювання базових процесів прецизійної обробки для забезпечення структурної та параметричної оптимізації", 1993 р.; М2211 "Розробка та дослідження прогресивних методів виготовлення сучасних конструкцій різальних інструментів та виробів з надтвердих матеріалів", 1994-1996 рр.; ЕС2201 "Прецизійне та ультрапрецизійне точіння та шліфування металів, конструкційної кераміки та полімерів" (проект MINOS № ERB 3512PL964070 по програмі ЄС INCO-COPERNICUS), 1997-2000 рр.; М2223 "Розробка концепції способів формування високоточних поверхонь виробів машинобудівного та медичного призначення з заданими функціональними властивостями на основі комплексного застосування нових видів покриттів та управління трансформацією стану ріжучих поверхонь алмазно-абразивних інструментів", 1999-2001 рр. Метою роботи є підвищення ефективності алмазного шліфування синтетичних надтвердих матеріалів за рахунок управління явищем взаємної пристосовуваності поверхонь круга та оброблюваної деталі, розробки і застосування експертної системи процесу, що забезпечує прогнозування та оптимізацію високого рівня вихідних показників. З урахуванням раніше виявленої аномальної нестабільності процесу при алмазному шліфуванні НТМ провести на основі 3D моделювання комплексний теоретичний і експериментальний аналіз зміни топографічних параметрів робочої поверхні круга і НТМ, виявити визначальні параметри пристосовуваності при високопродуктивній та прецизійній обробці НТМ. Використано експериментально-теоретичні методи механіки контактного руйнування, сучасні фізичні методи дослідження матеріалів - електронно-мікроскопічний, рентгеноструктурний, металографічний, а також оригінальні, розроблені автором методики: визначення динамічної міцності алмазних зерен, оцінки рівня пристосовуваності, вивчення втомленно-циклічного руйнування НТМ і зерен із накладенням ультразвукових коливань, визначення фактичної площі контакту в системі "НТМ-зерно-звязка", оцінки ефективності використання алмазних зерен. Сформульоване наукове положення про визначальну роль динамічної міцності алмазних зерен та модуля пружності металевої звязки в досягненні необхідного рівня інтенсивності взаємного мікроруйнування елементів системи "НТМ-зерно-звязка" за рахунок збільшення сили співудару в контакті "зерно-НТМ" (у зоні шліфування) і "зерно круга-зерно ударника" (у зоні керування), підвищення міцності алмазоутримання й здатності зерна круга оптимальним чином відреагувати на анізотропію кристалітів НТМ, що забезпечує підвищення продуктивності шліфування і скорочення питомої витрати алмазів.У розділі запропонована комплексна методологія дослідження 3D системи "НТМ-зерно-звязка", що включає 3D моделювання та експериментальне вивчення 3D параметрів взаємодіючих поверхонь, вивчення 3D напружено-деформованого стану зони шліфування і методики дослідження процесу пристосовуваності при алмазному шліфуванні надтвердих матеріалів. Розроблено оригінальну методику теоретичного й експериментального визначення динамічної міцності алмазних зерен безпосередньо в алмазному крузі, засновану на впливі на них алмазними інденторами (зернами) у режимі ультразвукових коливань.

Основний зміст роботи