Реєстраційний номер
0525U000342, Докторська дисертація
На здобуття
Доктор технічних наук
Дата захисту
11-09-2025
Статус
Підтверджена МОН
Назва роботи
Наукові основи електроерозійного алмазного шліфування важкооброблюваних матеріалів зі змінною полярністю електродів
Здобувач
Стрельчук Роман Михайлович, Кандидат технічних наук
Консультант Шелковий Олександр Миколайович
Опонент Кальченко Володимир Віталійович
Опонент Лавріненко Валерій Іванович
Опонент Новіков Федір Васильйович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Опис
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.
Дата реєстрації
2025-08-08
Додано/оновлено в НРАТ
2025-08-08 / 2026-07-01
