Дисертація доктора філософії. Волошкіна Ірина Віталіївна. Удосконалення процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів за рахунок управління контактними напруженнями

Реєстраційний номер

0823U100310, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

24-05-2023

Статус

Захищена

Назва роботи

Удосконалення процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів за рахунок управління контактними напруженнями

Здобувач

Волошкіна Ірина Віталіївна,

Керівник Пижов Іван Миколайович
Опонент Скоркін Антон Олегович
Опонент Новіков Федір Васильович
Рецензент Шелковий Олександр Миколайович
Рецензент Островерх Євгеній Володимирович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Опис

У дисертації викладено сучасні підходи до розширення технологічних можливостей процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів. Метою дослідження є удосконалення процесу алмазного шліфування надтвердих матеріалів за рахунок управління контактними напруженнями. При вирішенні завдань дисертаційного дослідження застосовані сучасні положення теорії обробки матеріалів різанням, теорії електрохімічної обробки, класичної механіки, елементів теорії математичної обробки експериментальних даних. Для дослідження напружено-деформованого стану системи шліфування «синтетичний полікристал алмазу-алмазне зерно-металофаза-зв'язка круга» стосовно процесів шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на органічних і металевих зв’язках використовувалася концепція 3D моделювання, заснована на методі скінчених елементів. При використанні мікроскопічних досліджень для забезпечення візуалізації об’єктів що розглядалися, використовували цифрову камеру ToupCam UCMOS01300KPA. Експериментальні дослідження проводилися з використанням загальноприйнятих і запропонованих оригінальних методик на спеціальному стенді на базі універсально заточувального верстата який після модернізації міг перетворюватися у плоскошліфувальний верстат з вертикальним шпинделем. У роботі застосовувалися положення теоретичної та прикладної статистики, а також програмне забезпечення SolidWorks, КОМПАС, CorelDRAW, Visio, Maple, ToupView, Statistica, Microsoft Office та його додаток Microsoft Office Excel. У вступі обґрунтовано актуальність задач дослідження, наведена наукова новизна та сформульоване практичне значення отриманих результатів. У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз сучасних світових тенденцій, які намітилися в останні роки в області виробництва, застосування і методів обробки синтетичного полікристалу алмазу. На основі аналізу джерел інформації виявлені питання, які залишаються невирішеними у цій предметній області. На підставі проведеного аналізу була висунута робоча гіпотеза, суть якої полягає у можливості підвищення ефективності процесів обробки синтетичного полікристалу алмазу шляхом удосконалення способів алмазного шліфування. Об'єднуюча ідея представленої роботи полягає у комплексному теоретико-експериментальному дослідженні фізичних та технологічних особливостей процесів шліфування синтетичного полікристалу алмазу, встановлення на цій основі основних передумов для реалізації умов примусового самозагострення алмазних зерен та їх практична реалізація у запропонованих способах шліфування. У другому розділі викладена загальна методика проведення досліджень, а також наведено дані стосовно ряду приватних методик. Серед них ряд таких, що визнані винаходами. На їх основі виконана систематизація методик контролю лінійного зносу круга і лінійного знімання деталі. Наведено дані по математичній обробці результатів експериментальних досліджень та ін. У третьому розділі наведено результати 3D моделювання напружено-деформованого стану системи шліфування «синтетичний полікристал алмазу - алмазне зерно-металофаза-зв'язка круга» метою якого є уточнення механізму самозагострення алмазних кругів, як основи для розробки пропозицій по удосконаленню існуючих способів шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на металевих і органічних зв'язках. У четвертому розділі наведені результати теоретико - екперіментальних досліджень по удосконаленню комбінованого процесу шліфування синтетичного полікристалу алмазу алмазними кругами на металевих зв’язках який включає в себе безперервне електрохімічне видалення зв’язки в автономній зоні та одночасне введення в зону обробки низькочастотних механічних коливань як основних складових управління контактними напруженнями, а, отже, і вихідними показниками процесу обробки. Вперше використаний такий комплексний фактор, як імпульс сили, який в даному випадку є результатом одночасного прояву таких параметрів процесу, як маса додаткового вантажу і амплітуди механічних коливань. Встановлено вплив умов обробки на технологічні показники процесу шліфування. У п’ятому розділі наведені дані о практичних розробках направлених на удосконалення існуючих способів шліфування синтетичного полікристалу алмазу. Зокрема на основі використання явища пристосування вперше запропоновано нові фізичні критерії такі як ефективна складова тангенціальної сили різання і ефективний коефіцієнт шліфування. Стосовно умов високо силових контактних напружень характерних для випадку шліфування алмазними кругами на органічних зв’язках і встановленого механізму їх самозагострення запропоновані удосконалені способи шліфування, які забезпечують підвищення ефективності обробки синтетичного полікристалу алмазу.

Дата реєстрації

2023-05-25

Додано/оновлено в НРАТ

2023-05-25 / 2026-07-01