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

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

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

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 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

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

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

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

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