Побудовано математичні моделі пружно-пластичного деформування поверхневого шару деталі та гідродинамічної взаємодії індентора з поверхнею деталі, а також проведено числове моделювання процесу вигладжування в CAD/CAE ANSYS. Експериментально показано, що похибка розрахунків не перевищує 8 - 10 %. Запропоновано номограми для вибору зусилля, швидкості обробки та в'язкості мастила для вигладжування. Для забезпечення параметрів якості поверхні деталей з титанових сплавів за вигладжування запропоновано використання додаткового ультразвукового навантаження та розроблено установку для реалізації процесу. Розроблено нові технічні рішення, що забезпечують ефективність вигладжування. За результами випробувань на утому проведено оцінювання ефективності режимів і методів зміцнення за вигладжування сталей та титанових сплавів.

Дослідження присвячено питанням інтенсифікації процесу вигладжування деталей із титанових сплавів для підвищення їх ресурсу. Проаналізовано поверхневе пластичне деформування під час вигладжування запропонованої моделі контактної взаємодії інструменту з поверхнею деталі за умов використання металовмісного мастила. Розроблено узагальнену модель процесу вигладжування деталей з наявністю проміжного пластичного шару між поверхнею деталі та інструмента. Проведено моделювання процесу вигладжування з додатковим навантаженням ультразвуковими коливаннями (УЗК) на інструмент і без УЗК, а також моделювання процесу вигладжування з наявністю проміжного пластичного шару між інструментом і поверхнею деталі методом скінченних елементів (МСЕ). На підставі розрахунків МСЕ запропоновано конструкцію концентратора УЗ поздовжньо-крутильних коливань для проведення експериментальних досліджень. Проведено експериментальне дослідження впливу параметрів процесу УЗ вигладжування на параметри якості поверхневого шару деталі. Встановлено, що похибка розрахунків не перевищує 12 - 18 %. Показано ефективність застосування металовмісних мастил та поздовжньо-крутильних УЗ коливань під час вигладжування на швидкостях, коли інтенсифікується процес адгезійного зношування пари тертя. За результатами проведених втомних випробувань стандартних зразків виконано оцінювання ефективності режимів і методів обробки. На підставі узагальнених теоретичних та експериментальних результатів, які одержані в дисертації, запропоновано нові технологічні рішення, що забезпечують ефективність вигладжування, які захищені трьома патентами України.

Получены зависимости, которые описывают поля скоростей течения частиц металла и скоростей деформаций в материале детали при алмазном выглаживании в любой момент времени. Использование полученных зависимостей позволяет воспроизводить пространственные картины полей скоростей и скоростей деформаций, что показано на конкретном примере. Полученные результаты планируется использовать для дальнейшего исследования процесса алмазного выглаживания при определении таких важных энергосиловых характеристик как мощность и работа пластической деформации, а также температуры в зоне контакта алмазного индентора и детали.

Решена задача определения площадки контакта сферического индентора с поверхностью детали при выглаживании, что позволило обеспечить высокую чувствительность расчета НДС и остаточных напряжений, например при повторном выглаживании. Разработана и обоснована уточненная модель для расчета процесса выглаживания конечноэлементным методом, которая позволяет определить все компоненты тензора действующих и остаточных напряжений при различных кратностях обработки выглаживанием. Показаны также результаты расчета распределения контактных напряжений на поверхности контакта инструмента и детали. Это дает возможность более точно оценить условия трения на контактной площадке, что необходимо для управления режимами взаимодействия инструмента и детали.

Приведено результати досліджень параметрів залишкової пористості поверхневого шару зразків із сплаву Ti - 45Al-3Nb - Y2O3 (OX45 - 3ODS) на основі алюмінідів титану, отриманих селективним лазерним спіканням, з точки зору впливу на параметри залишкової пористості алмазного вигладжування з різними режимами і умовами. На підставі результатів дисперсійного аналізу виконано оцінку впливу режимів алмазного вигладжування і ефектів їх парної взаємодії на параметри пористості поверхневого шару. Встановлено закономірності зміни параметрів порового простору поверхневого шару зразків (площі, периметра, ексцентриситету і фрактальної розмірності меж пір) від подачі, зусилля на вигладжувач і його радіусу. Визначено, що для результативного застосування встановлених режимів необхідно враховувати початкову пористість, яка має випадковий розподіл по площині поверхні досліджуваних зразків. Виконано кореляційний аналіз та за допомогою діаграми Парето визначено величину впливу режимів алмазного вигладжування на залишкову пористість. Виконано оцінку адекватності та однорідності математичної моделі на основі критеріїв Фішера та Кохрена. Визначено критерії оптимізації режимів вигладжування і обмеження режимних параметрів. Виконано оптимізацію режимів вигладжування методом крутого сходження. Встановлено оптимальні режимні параметри обробки, з точки зору досягнення мінімальної залишкової пористості в поверхневому шарі. Визначено технологічні обмеження при використанні алмазного вигладжування для зміцнення малопластичних некомпактних матеріалів. Показано перспективи подальших досліджень, необхідних для практичного застосування технології вигладжування матеріалів на основі алюмінідів титану.