Search academic texts

Registration Number

0525U000342, Doctoral dissertation

Status

Доктор технічних наук, 05.03.01, Процеси механічної обробки, верстати та інструменти

Date

11-09-2025

popup.evolution

o

Title

Scientific bases of electroerosion diamond grinding of hard-to-machine materials with variable polarity of electrodes

Author

Roman M. Strelchuk, Кандидат технічних наук

popup.advisor Oleksandr M. Shelkovyj
popup.opponent Volodymyr V. Kalchenko
popup.opponent Valerij I. Lavrinenko
popup.opponent Fedor V. Novikov

Description

Дисертаційне дослідження присвячене розробці та теоретичному обґрунтуванню методу електроерозійного алмазного шліфування зі змінною полярністю електродів для підвищення ефективності фінішної обробки важкооброблюваних матеріалів. Основна проблема полягає у технічній суперечності між необхідністю міцного утримання алмазних зерен у металевій зв'язці та забезпеченням самозаточування інструменту. Дослідження ключових аспектів алмазного шліфування виявило недоліки існуючих методів, зокрема алмазно-іскрового шліфування, яке не забезпечує стабільність ріжучих властивостей і підвищує питому витрату алмазів на 50˚–˚70%. Розроблено комплексну теоретичну базу процесу електроерозійного алмазного шліфування зі змінною полярністю електродів, що поєднують мікрорізання, електроерозійний вплив та термічні явища для забезпечення синергетичного ефекту. Створено математичну модель сил різання (Pz і Py) з точністю розрахунків 75˚–˚85˚% та модель зносу зерен з розбіжністю 7˚–˚15˚%. Розроблено топологічну модель поверхні алмазного круга з помилкою моделювання до 10˚%, T-подібну схему заміщення міжелектродного зазору з помилкою до 4˚% та динамічну модель процесу з помилкою до 14˚%. Розроблено та експериментально обґрунтовано метод електроерозійного алмазного шліфування зі змінною полярністю електродів, який забезпечує підтримання ріжучої здатності алмазних кругів шляхом періодичної зміни полярності в зоні різання. Створено та запатентовано відповідний пристрій. Порівняльний аналіз показав переваги змінної полярності: найвища продуктивність обробки Q˚=˚962˚мм³/хв, мінімальний знос круга q˚=4,47˚мм³/хв, високий період стійкості Т=360˚хв, низькі сили різання (Py=125˚Н, Pz=350˚Н), менший коефіцієнт шліфування Кш=0,36 та низька шорсткість поверхні Ra 0,25 мкм. При обробці швидкорізальної сталі Р6М5 та твердого сплаву ВК6 запропонований метод підвищує продуктивність на 60˚–˚72˚%, знижує питому витрату круга на 65-85% та покращує шорсткість поверхні на 50˚–˚54˚% порівняно з алмазно-іскровим шліфуванням. Встановлено, що міжелектродний зазор при електроерозійному алмазному шліфуванні зі змінною полярністю на 74˚% менший, ніж при алмазно-іскровому шліфуванні, що підвищує продуктивність обробки (Q˚=˚527˚–˚758 мм³/хв). Досліджено теплові процеси, встановивши, що змінна полярність знижує теплонапруженість за рахунок зменшення сил різання та ефекту переривчастості теплових імпульсів. Математична модель температурних полів підтверджена з розбіжністю 12˚–˚17%. Процес забезпечує вищі стискаючі залишкові напруження (σ˚=˚–3,8˚ГПа) порівняно з алмазно-іскровим шліфуванням (σ˚=˚–1,2˚ГПа), підвищуючи зносостійкість різальних пластин на 53˚%. Розроблено оптимізаційний алгоритм для визначення режимів обробки, що забезпечують мінімальну собівартість при дотриманні вимог до якості. Встановлено, що для максимальної потужності міжелектродний зазор має становити половину граничного значення за умови узгодження опорів. На прикладі торцекруглошліфувального верстата ХШ4–12Н доведено ефективність методу з річним економічним ефектом 90519 грн та терміном окупності 0,55 року для одного верстата.

Registration Date

2025-08-08

popup.nrat_date

2025-08-08