Registration Number
0825U002162, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-07-2025
popup.evolution
o
Title
Magnetic-abrasive polishing of planes with inductors based on high-energy magnets
Author
Oleksii O. Burikov,
popup.head Viktor S. Maiboroda
popup.opponent Maksym V. Shapovalov
popup.opponent Leonid H. Polonskiy
popup.review Olexander F. Salenko
popup.review Ivanna V. Slobodianiuk
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
В дисертаційній роботі використано методики визначення якісних параметрів поверхонь, що утворюються внаслідок магнітно-абразивного оброблення торцевими індукторами. Вперше визначено вплив на якісні параметри швидкості обертання індуктора, робочий зазор, швидкість подачі, початкова шорсткість, тип та розмір магнітно-абразивного порошку, форма робочої поверхні індуктора.
Встановлено, що за величини зазору менше ніж 1,5 мм відбувається активне видалення матеріалу, але при цьому спостерігаються випадки шаржування. При проведенні МАО із робочими зазорами понад 5 мм оброблення не відбувається внаслідок недостатньої абразивної та магнітної взаємодії. Раціональним значенням робочого зазору для випробуваних МАП становить близько 3-х мм.
Показано, що за швидкості подачі головки в межах 20-50 мм/хв. Відбувається переважне видалення вершин мікронерівностей поверхні без активної обробки западин. При швидкостях подачі в межах 5-15 мм/хв виконується розполіровування мікропрофілю із активним видаленням спадковості оброблення.
Встановлено, що при проведенні МАО зі швидкостями обертання індуктора в межах до 1000 об/хв отримані значення шорсткості є мінімальними. Збільшення швидкості обертання індуктора понад 1000 об/хв веде до порушення механізму взаємодії МАІ із оброблюваною поверхнею – відбувається активне просковзування та проворот частинок МАП відносно оброблюваної поверхні.
Моделюванням магнітних полів доведено, що раціональною конструкцією є головка з одним великим магнітом завдяки однорідному полю, енергоефективності та простоті управління.
Встановлено, що найраціональнішою конструкцією індуктора типу щітка є поверхня, що містить у своїй будові 9 – 12 променеподібних виступів трикутної форми. Використання таких індукторів дозволяє отримувати шорсткості оброблених поверхонь з Ra < 0,03 мкм при вихідній на рівні 0,8 мкм. Показано, що на початковому етапі відбувається переважне видалення мікровиступів із подальшим активним обробленням мікровпадин.
Встановлено, що найбільші значення стискаючих залишкових напружень, до 100 МПа, формуються після МАО індукторами типу "щітка" з використанням округлих порошків, які забезпечують пластичне деформування поверхневого шару, його мікронаклепування без значного видалення матеріалу.
Показано, що найбільше значення наклепу знаходиться на глибині 5,5 мкм. При цьому зростання наклепу понад 35% відбувається після МАО зразків порошками Феромап – 30-60 мкм та Царамам – 10-50 мкм. Встановлено, що зміна твердості по глибині не є рівномірною. Результати демонструють, що після МАО порошком Феромап відбувається зростання твердості на глибині до 320 мкм, в той час як для порошку Царамам значення становить 150 мкм. Найбільші значення підвищення твердості в поверхневому шарі матеріалу зразків на глибині до 200 мкм має місце після виконання МАО округлим порошком S330 з розміром частинок 1200/900 мкм, який виконує переважне пластичне деформування поверхневого шару. Отримані результати взаємозалежні із даними отриманими при визначенні залишкових напружень – найбільше зростання показника твердості в поверхневому шарі відповідає найбільшим залишковим напруженням.
Вперше встановлено, що для МАО із використанням сферичних порошків, характерним є низький рівень зниження шорсткості, за рахунок форми поверхні МАП, а при обробленні поверхонь такими порошками спостерігається високий вплив на поверхневі напруження внаслідок інтенсивної ударно-фрикційної взаємодії. Встановлено, що застосування сумішей МАП для проведення МАО забезпечують зниження рівня мікрохвилястості поверхні. Про це свідчать положення зон на кривих залежності зміни величин tp від рівня відносних висот профілю р. Для сумішей порошків Феромап з розміром частинок 630/400 і 315/200 мкм розташування зазначених зон зміщується від відносного рівня перетину р=25,5% після оброблення МАП із розміром частинок 630/400 мкм до рівня р=50% при використанні сумішей порошків з розміром частинок 630/400 і 315/200 мкм за умов зростання вмісту відносної кількості дрібної фракції і суміші до 0,4. Використання при МАО інструменту, який сформований із суміші ДЧ 1800/1300 мкм та Феромап з розмірами частинок 100-630 мкм дозволяє встановити, що як і у випадку використання оскольчастих МАП величина робочого зазору не має значного впливу на вихідні параметри шорсткості, що підтверджує попередні результати досліджень.
Показано, що при використанні сумішей порошків ДЧ 1800/1300 мкм і Феромап 630/400 мкм округлі порошки виконують роль рухомо-скоординованого притиру, передаючи силове навантаження на дрібні частинки. При цьому у процесі взаємодії із поверхнями округлі частинки забезпечують як пластичне деформування мікронерівностей поверхні, так і безпосередньо поверхневого шару.
Встановлено, що найкраща поліруюча спроможність відповідає МАІ, який сформовано з порошку ДЧ з додаванням пасти АСМ із розміром зерен 5/3 мкм. При цьому забезпечується Ra на рівні 0,04 мкм.
Registration Date
2025-06-05
popup.nrat_date
2025-06-05 / 2026-07-01
