Реєстраційний номер
0210U005056,
0107U000551
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Дослідження можливостей підвищення абразивної здатності та зносостійкості абразивних композитів спрямованим формуванням впорядкованого ріжучого шару.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Лавриненко Валерій Іванович,
Дата реєстрації
27-04-2010
Організація виконавець
Iнститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля
Опис етапу
В результаті виконання теми отримано наступні наукові. Визначені чинники, що впливають на абразивну здатність абразивних композитів. Показано, що наявність впорядкованого розташування алмазів та їх зменшеної різновисотності може змінити механізм знімання матеріалу та зносостійкість абразивного композиту. Визначені напрямки впорядкованості розташування алмазів та спроектоване і виготовлене обладнання для його досягнення. Визначені умови обробки та групи матеріалів, для яких є необхідним підвищення абразивної здатності абразивних композитів. Показано, що для забезпечення ріжучої здатності композиту необхідно мати відповідний вплив на зв'язуюче, який би забезпечував перевищення швидкості його зносу перед зносом НТМ. У випадку шаруватого розташування зерен НТМ розроблено метод імпульсно-циклічного впливу на зв'язуюче, який забезпечує підвищений пошаровий знос. Визначені варіанти розташування зерен у робочому шарі абразивних композитів для досягнення певної впорядкованості у цьому розташуванні. Розроблено методику опосередкованого визначення відносної концентрації алмазів у ріжучому шарі круга за результатами аналізу фотографії шліфа ріжучого шару. Розроблено технологічних методи та відповідно відпрацьовані три технологічних способи виготовлення робочого шару із потрібними показниками його впорядкованості. Методы захищені Патентами України. Виготовлена низка зразків абразивних композитів із різним ступенем впорядкованості: пошаровий розподіл алмазів, пошаровий зміщений, пошаровий зміщений із перекриттям шарів, вільною засипкою. Досліджені показники абразивної здатності абразивних композитів, а також супутні показники процесу обробки: показники шорсткості оброблюваної поверхні із твердих сплавів, потужність процесу обробки, напруженість електростатичного поля при обробці такими композитами. Показано, що абразивна здатність впорядкованого розташованих алмазів перевищує здатність випадково розташованих алмазів в композитах до 4 раз. Введення за таких умов в зону обробки електричної енергії дозволяє знизити потужність процесу обробки, але суттєво на абразивну здатність не впливає. Найкращі показники отримано у абразивних композитів які мають пошарове зміщення алмазів із перекриттям шарів. Вперше досліджено абразивну здатність спеченого композиту в інструменті з пошарово-впорядкованим розташуванням алмазних зерен та встановлені закономірності зміни показників обробки, зокрема шорсткості оброблюваної поверхні, в процесі зношування такого інструменту, коли у відповідності із поступовою зміною шарів алмазів відбувається циклічна зміна висотних параметрів шорсткості. Встановлені параметри абразивного шару по робочій поверхні, які є відповідальними за підвищення абразивної здатності абразивних композитів. Теоретично обґрунтовано ефективність правки складовими брусками з програмованим розподілом параметрів алмазного шару по робочій поверхні. При цьому робоча поверхня складається з трьох ділянок: двох зовнішніх забірних, де застосовується алмазний порошок більшої зернистості, та однієї внутрішньої - калібровочної, де застосовується менша зернистість. Оптимальні пропорції довжин та висот підйому ділянок знайдено у чисельних експериментах. Вперше досліджено несталі процеси алмазно-абразивної обробки, що спостерігаються для швидкостей обертання інструменту, порівняних із швидкістю обертання обробного виробу, коли відношення швидкості першого до швидкості другого складає 1...2, або для швидкостей інструменту, набагато менших за швидкість виробу, що характерно для процесів правлення алмазними брусками. Несталі процеси характеризуються значним (до 5 раз) зростанням та наступною стабілізацією (у фазі врізання) або зниженням (у фазі виходжування) сил правлення, контактних температур та зносу ріжучих елементів у зоні різання. Встановлена природа цих явищ, пов'язана із накопленням невидаленого матеріалу за попередні врізні оберти виробу, який у вигляді незрізаних, таких, що виступають, гребінчиків, розміщується у міжзеренному просторі алмазно-абразивного шару інструменту, і обумовлена нерегулярною структурою алмазного ріжучого апарату інструменту та стохастичним характером алмазно-абразивного видалення припуску. Побудована математична модель, яка на кількісному рівні відбиває динаміку зміни фактичної подачі на глибину, що різниться від номінальної, що задається верстатом, в десятки разів. Формалізація явища та аналіз математичної моделі дозволили врахувати дане явище при проектуванні та виборі параметрів правлячого інструменту та режимів різання, виключивши умисно аварійні умови роботи та значно знизить необхідний обсяг високовартісних експериментальних робіт для оптимізації процесу. Розробки по даній темі пройшли виробничі випробування стосовно виробничих умов ДП НВКТ "Зоря"-"Машпроект" та ВАТ "Азовмаш" (м. Маріуполь). В рамках спільних робіт між Інститутом надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля Національної академії наук України (м. Київ) та ВАТ "ГСКТІ" (м. Маріуполь, ВАТ "Азовмаш") виконаний договір № 3911-182к/923. Розробки по темі захищені Патентами України №№ 87062, 20148, 21252, 21662, 21464, 26338, 28349, 32236, 32366 та 41885.
Опис продукції
Визначені чинники, що впливають на абразивну здатність абразивних композитів. Показано, що наявність впорядкованого розташування алмазів та їх зменшеної різновисотності може змінити механізм знімання матеріалу та зносостійкість абразивного композиту. Визначені напрямки впорядкованості розташування алмазів та спроектоване і виготовлене обладнання для його досягнення. Визначені умови обробки та групи матеріалів, для яких є необхідним підвищення абразивної здатності абразивних композитів. Показано, що для забезпечення ріжучої здатності композиту необхідно мати відповідний вплив на зв'язуюче, який би забезпечував перевищення швидкості його зносу перед зносом НТМ. У випадку шаруватого розташування зерен НТМ розроблено метод імпульсно-циклічного впливу на зв'язуюче, який забезпечує підвищений пошаровий знос. Визначені варіанти розташування зерен у робочому шарі абразивних композитів для досягнення певної впорядкованості у цьому розташуванні. Розроблено методику опосередкованого визначення відносної концентраці
Автори роботи
Ільницька Галина Дмитрівна
Бологов Павло Іванович
Гонтар Олександр Григорович
Григорова Лариса Сергіївна
Дєвицький Олександр Анатолієвич
Лещук Ірина Венедиктівна
Лубнін Андрій Гаврилович
Мішин Валерій Іванович
Максименко Анатолій Петрович
Немець Віктор Михайлович
Пасічний Олег Олегович
Петасюк Григорій Андрійович
Ситник Борис Васильович
Скок Володимир михайлович
Скрябін Валерій Олексійович
Смоквина Володимир Володимирович
Супруненко В. В.
Ткач В. М.
Черних Валентина Петрівна
Шейко Максим Максимович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
