Розв'язано проблеми збереження початкових фізико-механічних та експлуатаційних властивостей субмікрокристалічного металу заготовки шляхом визначення області раціональних умов лезової обробки. Вивчено процес різання титану та міді із субмікрокристалічною структурою. Одержано аналітичні залежності інтенсивності зростання зерна в металах із суомікро- та нанокристалічною структурою, які враховують особливості їх будови, що розраховує інтенсивність зростання зерна залежно від значення температурного чинника. Запропоновано науково-обгрунтований підхід для визначення області раціональних умов обробки металів із субмікрокристалічною структурою.

  Скачати повний текст

Проаналізовано діяльність науково-технічної школи професора М.Ф.Семка та визначено її роль у становленні та розвитку науки про різання матеріалів на Україні. Уперше виконано комплексне дослідження наукової, науково-організаційної, громадської та педагогічної діяльності вченого. Розроблено науково обгрунтовану періодизацію розвитку науки про різання інструментальних матеріалів. Досліджено еволюцію цієї галузі технічних наук в Україні у світовому контексті та діяльність українських вчених К.О.Зворикіна, В.С.Кнаббе, В.Е.Тіра, Н.Й.Рєзнікова, В.М.Бакуля, М.Ф.Семка. Уперше системно досліджено діяльність науково-технічної школи М.Ф.Семка.

  Скачати повний текст

За допомогою сучасних методів дослідження проаналізовано властивості наводнених під час тертя інструментальних матеріалів. Розроблено технологічні прийоми підвищення зносостійкості інструменту, продуктивності механічної обробки та покращання оброблюваності конструкційних матеріалів шляхом зміни фізико-хімічної та механіко-фізичної ситуації у зоні тертя-різання. Оцінено працездатність інструментальних матеріалів. Запропоновано фізико-математичну модель водневодифузійної механічної обробки.

  Скачати повний текст

Розроблено спосіб вимірювання координат осі обертання вала шпиндельної опори, а на його базі розроблений пристрій стабілізації радіального положення осі обертання вала цієї опори. На підставі інформації про осьові збурювальні діяння та температурну деформацію вала опори розроблено спосіб і інформаційно-керувальний пристрій стабілізації осьового положення площини планшайби суперпрецизійної аеростатичної шпиндельної опори. Розроблено спосіб і інформаційно-керувальний пристрій вимірювання осьової складової сили різання для забезпечення мінімального ущільнення металооптичної дзеркальної поверхні. Розроблено спосіб стабілізації положення рухомого вузла суперпрецизійної аеростатичної лінійної напрямної відносно нерухомої у просторі плоскості та конструкцію суперпрецизійної лінійної напрямної з аеростатичними компенсаторами зміщення рухомого вузла. Розглянуто шляхи підвищення точності стабілізації положення рухомого вузла. Наведено алгоритм переміщення вершини різця по разрахунковій траєкторії та корекції її положення за координатами Х і Y з встановленим інтервалом корекції. Розроблено інформаційно-керувальний пристрій переміщення вершини різця по розрахунковій траєкторії та технологію точіння особливо точних елементів оптики та механіки на суперпрецизійному двокоординатному верстаті на прикладі точіння сферичної дзеркальної поверхні.

  Скачати повний текст

Розроблено та науково обгрунтовано новий метод лабораторних випробувань на знос пар тертя за схемою клин-площина з визначенням параметрів моделей сталого зношування. На базі загального підходу розроблено метод модельних випробувань на знос різального інструмента без використання процесу різання. Теоретичною основою методу для розрахункової схеми клин-контртіло слугував комплекс контактних прямих і зворотніх задач за наявності зносу з обліком режиму зношування, початкових умов, переносу клина та характеру руху, співвідношення зносу елементів. Отримано розрахункові формули для визначення параметрів моделей зношування за результатами випробувань. Процедуру й ефективність запропонованих методів доведено конкретними прикладами, зокрема, оцінкою зносостійкості різального інструмента та підшипників ковзання.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему підвищення ефективності механічної обробки високоточних деталей за рахунок спрямованого вибору структури та параметрів технологічного впливу під час формоутворення на підставі оцінок технологічних рішень, що приймаються, з використанням об'єктивних критеріїв, які характеризують об'єкт обробки, технологічний процес і обладнання. Розроблено засади системного підходу до проектування технологічних систем механічної обробки. Запропоновано систему технологічного приведення, що базується на теорії подібності та розмірностей. Розроблено методології синтезу структури та параметрів технологічних систем механічної обробки у точному машинобудуванні, а також методології аналізу, спрямованого на встановлення резервів підвищення технологічної ефективності підрозділів виробництва за співвідношення чинного варіанта технологічної системи й еталонного. Розроблено методологію технологічного прогнозування для підтримання на підприємствах точного машинобудування функціонування гарантованої технології.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові основи побудови 2D- та ЗD-скінченноелементних прогнозуючих моделей процесів різання та вирішено науково-технічну проблему підвищення ефективності механічної обробки шляхом прогнозування показників даних робочих процесів без проведення експериментальних досліджень безпосередньо з різання за досліджених умов. Вивчено співвідношення між деформаційною й адгезійною складовими сил тертя та можливість деформаційного знеміцнення за рахунок зменшення об'ємної теплоємності. Визначено вплив похибок відтворення вихідних даних на похибки прогнозування показників процесу різання. Розглянуті теоретичні положення та принципи підвищення ефективності робочих процесів різання продемонстровано на прикладах прогнозуючого моделювання в середовищі LS-DYNA процесів ортогонального різання, точіння інструментами зі складною передньою поверхнею та фрезерування.

  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

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження з метою вирішення проблеми підвищення ефективності механічної оброби сталевих деталей після її проведення за рахунок застосування домішок високомолекулярних з'єднань до мастильно-охолоджувальних технологічних засобів (МОТЗ). Обгрунтовано вплив різних процесів і явищ, що відбуваються у зоні різання на пластично деформований матеріал лезом різального інструменту. Для систематизованих трьох груп сталей установлено залежності зносостійкості різального інструменту, енергосилових характеристик і якості поверхні у процесі механічної обробки у різних МОТЗ з урахуванням технологічних характеристик процесу різання (швидкості, подачі та глибини різання). Показано, що введення полімерної присадки в МОЗТ суттєво підвищує зносостійкість різального інструменту (до 5-ти разів) та знижує енергосилові витрати на процес (від 1 до 35 %) та поліпшення якості обробленої поверхні (до 50 %). Показано, що процес механічної обробки у полімерній МОТЗ необхідно представляти як сумісну дію обробляючого інструменту й активних продуктів (водню та вуглецю), які виникають за дії високої температури у зоні обробки з високомолекулярного складника МОТЗ. Ріжуче лезо інструменту, вдавлюючись у оброблюваний метал, зумовлює перебіг у ньому пружних і пластичних деформацій, а також стадію руйнування. Активні продукти, хемосорбуючись і дифундуючи в поверхневий шар металу, знижують рівень його поверхневої енергії та межову напругу текучості. Накладення діючих хімічних і механічних факторів призводить до зниження енергосилових затрат на обробку. За цього на ріжучій кромці інструменту у процесі роботи накопичується пірополімерний залишок як активний вуглець, який виконує роль змазки, та дифундує у матеріал, утворюючи тверді, зносостійкі карбідні фази. Розроблено комплекс устаткування, методику досліджень і поправочні коефіцієнти до технологічних характеристик механічної обробки сталей, наведено рекомендації щодо їх застосування.

  Скачати повний текст

Розвинуто аналітичну модель силової взаємодії леза зі заготівкою. На відміну від відомих дана модель враховує випадок різання з товщиною зрізу, яка безупинно змінюється, та за величиною менша від радіуса округлення різальної кромки. Модель дозволяє обчислити силу взаємодії округлення леза зі заготівкою, усадку стружки, геометрію пластичної області та залишкового напливу без попереднього проведення будь-яких експериментальних досліджень процесу різання. Запропоновано спосіб опису конфігурації межі пластичної області для випадку нестаціонарного різання з товщиною зрізу, меншою від радіуса округлення різальної кромки. Наведено математичні залежності для обчислення геометричних розмірів пластичної області в режимах сталого та несталого стружкоутворення. Визначено умову зміни зазначених режимів. Розроблено методику вимірювання усередненого вздовж заданої ділянки різальної кромки радіуса її округлення за допомогою растрового електронного мікроскопа. Науково обгрунтовано величину мінімальної товщини зрізу, що дозволяє реалізувати процес різання за вигідних умов. Розкрито причину утворення залишкового напливу на різальній кромці у разі розриву контакту леза зі заготівкою з нульовою товщиною зрізу.

  Скачати повний текст

З'ясовано, що застосування спеціальної модифікованої рапсової олії у поєднанні з використанням техніки мінімального змащування сприяє найкращому ефекту підвищення стійкості. Проведено комплексні експериментальні дослідження щодо уточнення теоретичних положень та механізму зміцнення різального інструменту у процесі різання. Розроблено технічні рішення та рекомендації для практичного застосування результатів дослідження, що дозволяють за умов екологічно безпечного різання підвищити стійкість інструмента у 2 - 4 рази та обгрунтувати економічну доцільність застосування масел рослинного походження як ЗОТС.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено кінетику зношування та механізм відмови твердосплавних різців. Встановлено, що технологічні та експлуатаційні параметри процесу зношування інструмента можуть бути ураховані просторово-часовою моделлю. Кінетика затуплення важконавантажених твердосплавних різців має подвійний характер, описаний кусково-експоненційною залежністю. Коефіцієнти розробленої моделі затуплення твердосплавних різців оцінюють опір інструмента за різним механізмом затуплення. Термодифузійне карбонітридне покриття збільшує період стійкості різців ВК8 у ході точіння деталей з чавуну в 1,2 - 4,0 рази та величини приробочного зносу - в 1,2 - 6,0 разів.

  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

  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

Досліджено вплив різних чинників на температурні зміщення в зоні різання токарних автоматизованих верстатів, теплопередачі через стики і виявлення впливу макрогеометрії поверхонь контакту на тепловий опір стику, а також впливу теплопровідності контакту на температурне поле і температурні зміщення шпиндельної бабки. Внесено поправки до формул розрахунків теплопровідності стиків поверхонь з макровідхиленнями. Визначено залежність величини і напряму температурних зміщень осі шпинделя у площині стику від прийнятої схеми розміщення фіксуючих елементів та затяжки стику. Розроблено рекомендації з мінімізації впливу температурних зміщень шпиндельної бабки на точність обробки.

  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

Висвітлено проблеми прогнозування та підвищення точності оздоблювальної лезової обробки складнопрофільних та інших поверхонь обертання деталей типу поршнів ДВЗ, гільз. Вивчено динамічні взаємодії за копіювання еліпсно-бочкоподібного профілю поршнів, розточуванні довгих або глибоко розташованих отворів, обробці канавок. Проаналізовано вплив коливань на формування динамічних похибок за умов тонкого точіння та розточування. Розроблено розрахункові моделі замкнутих технологічних систем із перемінними характеристиками, що описують змушені коливання під дією кінематичних і параметричних збурень. Досліджено деформованість поршнів під дією зусиль закріплення та різання, а також параметричну стійкість копіювальних пристроїв. Запропоновано нові конструктивні рішення вібростійких борштанг із підвищеним демпфіруванням для якісної обробки довгих отворів. Описано засоби гасіння коливань при обробці (різання з накладенням заданих вібрацій, іспити нових ефективних віброгасників при різанні суцільних і переривчастих поверхонь). Розроблено методику розрахунку статичних і динамічних похибок. Вивчено взаємний вплив збурень від різців у процесі розточування триступінчастих отворів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст