авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный политехнический университет Одесская

государственная академия холода

Инженерная Академия

Украины

УкрНИИстанков и приборов

Академия инженерных наук Украины

Ассоциация технологов-машиностроителей Украины

Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины

ГП «Одессастандартметрология»

ОАО "Микрон" ОАО "Одесский кабельный завод" Кафедра ЮНЕСКО «Интеллектуальное моделирование и адаптация нетрадиционных технологий к проблемам перспективного обучения и общественного прогресса»

НОВЫЕ И НЕТРАДИЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ Посвящается 90-летию ОНПУ Материалы научно-технической конференции (30 сентября –1 октября 2008 г., г. Одесса) Киев – Новые и нетрадиционные технологии в ресурсо- и энергосбережении: Материалы научно-технической конференции, 30 сентября–1 октября 2008 г., г. Одесса. — Киев: АТМ Украины 2008.– 120 с.

Тематика конференции 1. Перспективные технологии и производственные процессы будущего.

2. Пути экономии материальных ресурсов и энергоресурсов при изготовлении машин.

3. Микро- и нанотехнологии в машиностроении 4. Высокоэффективные технологии комбинированной обработки.

5. Высокопроизводительные инструменты в металлообработке.

6. Современные ресурсосберегающие технологии.

7. Пути автоматизации технологических процессов в машиностроении.

8. Адаптивные и интеллектуальные системы управления производственными процессами.

9. Экологоэнергетические нетрадиционные технологии и их продвижение в технику.

10. Методические вопросы высшего образования в области новых технологий.

Материалы представлены в авторской редакции © АТМ Украины, 2008 г.

Аверченков В.И., Чмыхов Д.В. Брянский государственный технический университет, Брянск, Россия ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МИКРОСКОПИИ В ЗАДАЧАХ КОНТРОЛЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ В настоящее время задача измерения и компьютерной визуализации рельефа поверхности микрообъектов является чрезвычайно актуальной при оценке шероховатости исследуемой поверхности. Наряду с известными методами измерения микрорельефа поверхности, в последнее время развивается компьютерное объёмное моделирование для построения моделей исследуемого образца. Однако метод измерения и визуализации рельефа поверхности, с помощью компьютеризированного оптического комплекса, требует больших расчётов, и его использование стало возможным лишь при нынешнем уровне развития вычислительной техники.

Метод основан на обработке цифровых изображений сделанных с использованием оптического устройства – микроскоп, вспомогательных программных средств. Суть метода заключается в послойном сканировании исследуемой поверхности, для получения снимков с различной глубиной резкости (рис. 1, a). Фактически для получения снимков можно использовать любую оптическую систему, что существенно расширяет область применения данного метода, от построения моделей микрогеометрии поверхности (фотографии, полученные с применением микроскопа) до использования в прототипировании объектов реального мира. Особенность применения оптических методов измерений состоит в том, что полученные фотографии содержат разнофокусные участки.

При этом чётким остаётся только тот участок поверхности, который попадает в фокус объектива микроскопа. Используя эту особенность, при анализе группы последовательных снимков образца и зная расстояния между фотографиями, выполненными на различных позициях объектива, можно создать и измерить объёмную модель поверхности. Процесс реконструкция рельефа в этом случаи включает в себя следующие этапы:

• анализ снимков для определения высоты в каждой точке исследуемой поверхности (в дальнейшем используется для построения трёхмерной модели поверхности);

• построение трёхмерной модели поверхности на основании данных, полученных при анализе снимков, и используя объёмный фильтр, сглаживающий шумы исходной информации.

Автоматизированный анализ разнофокусности изображения основан на том, что чем более резкий переход между цветами или яркостью одного цвета в области анализа, тем более чётким будет изображение. Такой подход к анализу изображений обуславливает два необходимых условия: 1) для анализа сфокусированности в точке, необходимо рассматривать область вблизи данной точки;

2) поверхность анализируемого образца должна обладать текстурой.

В результате анализа сфокусированности определяются наиболее чёткие области и высота каждой конкретной области.

Зная расстояния между изображениями и то какой фотографии принадлежит точка, можно построить морфометрическую карту глубины [3] (рис. 1, b). Карта показывает, на какой высоте располагаются точки поверхности образца, принадлежащие конкретным изображениям.

Рисунок 1 – Этапы создания объёмной модели поверхности:

a – набор исходных изображений;

b – морфометрическая карта глубины;

c – объёмная модель Для того чтобы построить объёмную модель рельефа поверхности необходимо аппроксимировать формируемую поверхность, объединив полученные точки в треугольники и рассчитав их нормаль. Так как точки имеют зашумлённость (высоко частотные колебания по высоте) в результате неравномерного распределения текстуры поверхности, то необходимо применить фильтрацию. Для сглаживания шумов трёхмерной модели рельефа, применяется функция, использующая гауссово ядро. Применение функции фильтрации приведёт объёмную модель рельефа поверхности исследуемого объекта к результирующему виду (рис. 1, c).





Данный метод является универсальным и может применяться для любых оптических систем, имеющих глубину резкости. Рассмотренный метод даёт возможность вычислять объемные геометрические параметры, которые могут использоваться для оценки и контроля качества шероховатости поверхности, и имеет широкую сферу применения, как в области промышленности, так и в области биологии и медицины. В частности он может применяться: для построения микрорельефа поверхности деталей, определения высоты расположения элементов на микросхемах, контроля качества различных видов изделий, моделирования микро воздействий при износе детали, создание моделей микроорганизмов, а так же при разработке и использовании нанотехнологий.

Белоусов Ю.В., Корягин Е.И., Таранина Е.В.

Приазовский государственный технический университет, Разумей С.В., Оприщенко В.А.

ОАО ММК им. Ильича, Мариуполь, Украина СОВРЕМЕННЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НАПЛАВКИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ АГРЕГАТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЦИКЛА Развитие и совершенствование технологий восстановления, упрочнения и изготовления деталей методами наплавки пошло по пути модернизации, совершенствования и расширения парка вспомогательного наплавочного оборудования на основе использования унифицированных узлов и оригинальных конструктивных решений.

Примером совершенствования конструкции традиционного наплавочного оборудования является разработка направляющих устройств для подающих механизмов с целью наплавки рабочих поверхностей в труднодоступных местах.

Особенно остро эта задача стоит для силовых, передаточных устройств (муфты, шпиндели) прокатных станов.

Исходя из условий работы, указанные силовые устройства испытывают быстрый износ внутренних контактных поверхностей. Например, муфта является составной частью электропривода рабочей клети прокатного стана, которая служит для передачи крутящих моментов. Так как муфта предназначена для передачи весьма большого крутящего момента, то внутренние рабочие поверхности интенсивно изнашиваются.

Отсутствие надежного контакта муфты со шпинделем приводит к возникновению повышенных ударных нагрузок и, как следствие, нестабильный характер вращения рабочих валков, приводящий к дефектам прокатываемого металла. Анализ условий эксплуатации муфты показывает, что потери по массе до 5…8 % от общего веса приводят к указанным выше дефектам. В условиях производства наличие износа определяется замерами и, если установлены отклонения геометрических размеров от норм, муфту демонтируют, подвергают механической обработке и передают на стенд для механизированной электродуговой направки под флюсом.

Если наплавка наружной поверхности пера (шлица) муфты не вызывает особых затруднений, то наплавка внутренних поверхностей зева муфты уже требует применения специальных направляющих устройств для восстановления необходимых размеров. И в том и в другом случае качество наплавленного слоя и его износостойкость являются основными факторами, влияющими на производительность прокатных станов за счет сокращения непроизводительных потерь на ремонт передающих устройств.

Технологическая схема механизированной электродуговой наплавки внутренней рабочей поверхности муфты, представленная на рис. 1, предполагает использование специального направляющего устройства, в котором наплавочная проволока проходит три прямолинейных и два криволинейных участка.

Рисунок 1 – Технологическая схема наплавки внутренней рабочей поверхности муфты:

1 – муфта, 2 – направляющее устройство, 3 – подающий механизм сварочного автомата (АД-231) Расчет силовых факторов, действующих на подаваемую проволоку позволяет оптимизировать процесс наплавки, добиваясь стабильного режима горения дуги. Универсальность и оптимальность конструкции направляющего устройства позволяет также расширить спектр применяемых наплавочных материалов (замена проволоки сплошного сечения Нп-30ХГСА (базовый техпроцесс) на порошковую типа ПП-30Х5Г2СМ).

Для наплавки, например, дисковых роликов прокатных станов требуется несколько иная технология. Отличительной конструкционной особенностью этого типа прокатного оборудования является наличие до 10-ти дисков диаметром порядка 700 мм, а также значительного числа промежуточных и двух посадочных шеек. Рабочая поверхность дисков представляет собой дорожки катания, которые в процессе эксплуатации подвергаются неравномерному износу. Базовый технологический процесс предполагает выполнение многопроходной широкослойной наплавки с предварительной подваркой специальных ободов по всей длине окружности.

Предлагаемый технологический процесс ЭШН (Авторское свидетельство №1561366) базируется на использовании профилированного ленточного электрода с подачей порошковых присадочных материалов в сочетании с формирующим медным кристаллизатором. Указанная технология позволяет наплавлять практически за один проход требуемое количество металла независимо от степени износа.

При этом размеры наплавляемого слоя выдерживаются с минимальными допусками на механическую обработку, что особенно важно при наплавке слоев с высокой твердостью.

Гулаков С.В., Бурлака В.В., Ярыза-Стеценко А.В., Псарева И.С. Приазовский государственный технический университет, Мариуполь, Украина УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И ИНСТРУМЕНТА, УПРОЧНЯЕМЫХ ДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ Одним из новых методов управления износостойкостью упрочняемой поверхности является наплавка валиками сложной формы. В ходе упрочнения наплавляемые валики ориентируют определенным образом по отношению к рабочим воздействиям, тем самым увеличивая стойкость изделия к износу, образованию трещин и др.

При наплавке валиками сложной формы в зависимости от назначения упрочняемого изделия оптимальной траекторией может быть траектория от синусоидальной до прямоугольной.

Поэтому для наплавочной установки необходим надежный привод, способный автоматически обеспечить заданную траекторию перемещения электрода с минимальными искажениями в местах резкого изменения направления движения.

Для реализации задачи перемещения электрода по заданной для наплавки траектории с учетом оптимальных условий работы двигателя предложено использовать кривошипно-шатунный механизм, содержащий два привода:

мощный, приводящий в действие основной механизм и обеспечивающий близкую к синусоидальной траекторию перемещения рабочего органа;

и корректирующий, установленный на шатуне и изменяющий в процессе колебаний его длину по требуемому закону. Это позволяет получить необходимую (от треугольной до прямоугольной) траекторию перемещения электрода.

Основной привод – нерегулируемый и работает с постоянной скоростью. Корректирующий привод – быстродействующий линейный привод, изменяющий длину шатуна.

Механическая часть этого привода представляет собой систему «винт-гайка», приводимую во вращение маломощным исполнительным двигателем. В состав привода встроена цифровая система автоматического управления (САУ) на однокристальном микроконтроллере ATMEL. Структурная схема системы управления представлена на рис. 1.

Uзт Uд W пн(s) W рег(s) W дп(s) кшм -Mн Lш Xвых M Ia (Ra+Las)-1 (Js)-1 Kвгs- CmФ W кшм(s) -CeФ Рисунок 1 – Структурная схема системы управления Wкшм(s) – передаточная функция КШМ. Входные параметры • – длина шатуна и угол поворота приводного двигателя, выходной параметр – координата держателя электрода.

• Wдп(s) – передаточная функция датчика положения держателя электрода.

• Wрег(s), Uзт – передаточная функция регулятора и напряжение задания траектории соответственно. Конструктивно регулятор и задатчик объединены в однокристальном микроконтроллере ATMega168.

• Wпн(s) – передаточная функция преобразователя напряжения.

Преобразователь напряжения представляет собой Н-мост на полевых транзисторах.

• Квг – коэффициент передачи системы «винт-гайка», равен отношению линейного перемещения (м) к вызвавшему его угловому перемещению (рад).

• Ra, La – активное сопротивление и индуктивность якоря двигателя соответственно;

• См – конструктивная постоянная момента, Нм/(АВб);

• Се – конструктивная постоянная ЭДС якоря, Вс/(радВб);

• J – момент инерции на валу, Нм ;

• Мн – момент нагрузки на валу, Нм.

Алгоритм САУ построен таким образом, чтобы минимизировать мощность, требуемую от вспомогательного двигателя. Это достигается путем применения адаптивной подстройки размаха колебаний вспомогательного привода с замером энергии, потребленной за один период. По результатам замеров производится определение направления коррекции закона управления вспомогательным двигателем.

Предложенная система управления приводом перемещения электрода имеет динамические характеристики, позволяющие формировать оптимальную для наплавки траекторию перемещения. Разработанный привод с системой управления изготовлен и прошел испытания в лабораторных условиях. Испытания оборудования показали соответствие расчетных параметров с реальными характеристиками привода, надежность его работы.

Гулаков С.В., Матвиенко Я.В., Матвиенко В.В.

Приазовский государственный технический университет, Мариуполь, Украина АВТОМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ДУГОВОЙ НАПЛАВКИ Существенным резервом повышения служебных характеристик оборудования, снижения его стоимости, экономии металла является дуговая наплавка.

Ранее проведенные исследования [1, 2] показали, что имеется корреляционная зависимость между энергетическими параметрами процесса дуговой наплавки ленточным электродом (определяющими в основном качественные характеристики наплавленного слоя) и уровнем флуктуаций тока и напряжения на дуге. При этом уровень флуктуаций тока дуги значительно больше амплитуды колебаний напряжения на дуге. Таким образом, результаты измерения амплитуды колебаний тока дуги могут являться критерием оптимизации угла наклона ВАХ и использоваться для автоматической настройки (методом сканирования) источника питания на оптимальный угол наклона ВАХ для данных условий наплавки.

Автоматическая настройка источника питания на оптимальный угол наклона ВАХ по текущему контролю уровня нестабильности параметров режима возможна с использованием соответствующего оборудования, обеспечивающего выполнение этой функции в автоматическом режиме. Один из вариантов такого оборудования и алгоритм его работы описаны ниже. Устройство позволяет вести наблюдение за протеканием процесса электродуговой наплавки, а именно – за изменением основных параметров тока и напряжения, проводить анализ данных параметров и выдавать управляющий сигнал на источник питания для подстройки ВАХ под оптимальное значение.

Для обработки результатов, повышения объективности оценки сигналов процесса дуговой наплавки ленточным электродом и с целью автоматизации анализа характера его протекания, возможности автоматизации процесса адаптации характеристик источника питания к реальным условиям процесса наплавки ленточным электродом использовано устройство, функциональная схема которого приведена на рис.

1.

Система обеспечивает сканирование положения рабочей точки процесса дуговой наплавки ленточным электродом и одновременный анализ стабильности энергетических параметров самого процесса.

Для реализации данного процесса разработано программное обеспечение, выполняющее две подзадачи.

Первая – анализ полученных данных и управление протеканием процесса, вторая – статистическая обработка полученных данных.

Созданное программное обеспечение, использующее разработанный алгоритм управления процессом наплавки, позволяет ускорить процесс исследования в области электродуговой наплавки под флюсом и повысить точность обработки энергетических характеристик, что позволяет дать более объективную оценку исследуемому процессу, обеспечить возможность автоматической адаптации характеристик источника питания дуги при наплавке ленточным электродом к реальным условиям процесса.

Б У П Л К А Ц П U G R S 3х380В Рисунок 1 – Функциональная схема устройства Выводы 1. Разработанное устройство автоматизации обработки результатов исследований энергетических характеристик процесса дуговой наплавки под флюсом ленточным электродом обеспечивает повышение объективности оценки исследуемого процесса и оперативности контроля параметров технологического процесса, а также возможность автоматической адаптации характеристик источника питания к реальным условиям процесса.

2. Созданное программное обеспечение, использующее раз работанный алгоритм управления дуговой наплавкой под флюсом ленточным электродом, позволяет ускорить процесс исследования ее энергетических характеристик, повысить точность обработки получаемых данных и дает возможность текущей оптимизации параметров процесса непосредственно в ходе наплавки.

Литература 1. Гулаков С.В. Применение источников питания с возрастающей внешней вольт-амперной характеристикой для широкослойной дуговой наплавки / С.В. Гулаков, В.Н.

Матвиенко, Б.И.Носовский // Сварочное производство. – 1986.

– № 5. – С. 14 – 15.

2. Гулаков С.В. Наплавка под флюсом ленточным электродом / С.В.Гулаков, В.Н.Матвиенко, Б.И.Носовский. – Мариуполь: ПГТУ, 2006. – 136 с.

Гулаков С.В., Матвиенко В.В., Матвиенко Я.В.

Приазовский государственный технический университет, Мариуполь, Украина СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБА НАПЛАВКИ СОСТАВНЫМ ЛЕНТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ Нанесение на рабочую поверхность слоя металла электродуговой наплавкой является одним из перспективных путей повышения надёжности изделий за счёт возможности в широких пределах управлять конечным результатом – созданием сплава с требуемыми эксплуатационными характеристиками.

Известно, что на конечный состав металла при наплавке под флюсом влияет относительная масса расплавленного флюса Кф, от величины которого зависит переход легирующих элементов из электрода и флюса [1].

Требуемое содержание легирующих элементов в конечном итоге определяет структуру и свойства наплавленного металла, а также соответствие условиям эксплуатации рабочей поверхности изделия. Применительно к получению наплавкой слоёв металла с регламентированным распределением свойств, необходимо обеспечить не только заданный уровень, но и достаточно высокую точность легирования каждого слоя, влияющих на структуру и свойства [2, 3].

Наплавка ленточным электродом предопределяет малую глубину проплавления и долю участия основного металла в наплавленном слое, высокую производительность процесса и возможность за один проход наплавить поверхность значительной ширины [4].

В основу усовершенствования способа наплавки под флюсом составным ленточным электродом поставлена задача обеспечить возможность управления химическим составом наплавленного металла и за счёт регулирования эффективности перехода легирующих элементов из керамического флюса в наплавленный металл получать наплавленный слой металла с регламентированным распределением свойств.

Составной ленточный электрод содержит центральную ленту, расположенную в плоскости, перпендикулярной направлению наплавки (рис. 1) и две боковые ленты – по обе стороны центральной под прямым углом к её торцам. При этом предусматривается возможность перемещения центральной ленты вдоль боковых на величину, равную их ширине.

Установлено, что при использовании для наплавки под флюсом составного ленточного электрода степень легирования наплавленного металла изменяется при Рисунок 1 – Схема размещения центральной и боковых лент при регулировании его наплавке составным ленточным электродом конфигурации – от -образного до -образного путём перемещения центральной ленты вдоль боковых.

Для повышения степени легирования (за счёт интенсификации перехода легирующих элементов из керамического флюса) центральную ленту составного электрода необходимо располагать впереди боковых ( ). При таком расположении электродов достигается максимальная площадь сварочной ванны, а, следовательно, максимальный объём расплавленного флюса. Это приводит к увеличению времени пребывания металла в жидком состоянии, а также к увеличению относительной массы расплавленного флюса Кф, которая является основным показателем перехода легирующих элементов из флюса.

Минимальная площадь сварочной ванны и наименьшая относительная масса расплавленного флюса Кф, а следовательно, и минимальная степень легирования наплавленного металла, наблюдается при -образном расположении лент. Таким образом, для снижения степени легирования необходимо переместить центральную ленту к задним кромкам боковых лент (относительно вектора скорости наплавки).

Управляя процессом легирования во время наплавки и изменяя состав металла в соответствии с характером износа изделия, можно достичь необходимого распределения эксплуатационных свойств наплавленного слоя.

Вывод Усовершенствованный способ наплавки составным ленточным электродом позволяет регулировать эффективность перехода легирующих элементов из керамического флюса и получать наплавленное покрытие с различной степенью легирования, т.е. с регламентированным распределением свойств металла, учитывающих характер внешнего воздействия, приводящего к его изнашиванию, что обеспечит повышение эксплуатационной надёжности и работоспособности наплавленного изделия.

Литература Влияние режима наплавки под керамическим флюсом 1.

на процесс легирования наплавленного металла / В.А.

Бесхлебный, К.В. Багрянский и др. // Сварочное производство.

– 1968. – № 12. – С. 9– 2. Гулаков С.В., Носовский Б.И. Наплавка рабочего слоя с регламентированным распределением свойств. – Мариуполь:

ПГТУ, 2005. – 170 с.

3. Лещинский Л.К., Самотугин С.С. Слоистые наплавленные и упрочненные композиции. – Мариуполь: ООО «Типография Новый мир», 2005. – 392 с.

4. Гулаков С.В., Матвиенко В.Н., Носовский Б.И.

Наплавка под флюсом ленточным электродом. – Мариуполь:

ПГТУ, 2006. – 136 с.

Деревянченко А.Г., Криницын Д.А. Одесский национальный технический университет, Одесса, Украина СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДА РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ ПРЕЦИЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ПОЛНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ РАБОЧЕГО РЕСУРСА Накопление дефектов режущей части инструментов в процессе их эксплуатации приводит к возникновению постепенных или внезапных, обратимых либо необратимых отказов. В условиях автоматического производства случайные, непредусмотренные отказы режущих инструментов (РИ) приводят к серьезным нарушениям циклов обработки, поломкам, браку дорогостоящих деталей.

Отсутствие информации об индивидуальном ресурсе конкретного РИ затрудняет процесс планирования и организации его смены вследствие отказа. Очевидна необходимость создания системы, которая позволила бы сделать состояния РИ (от начала эксплуатации – до отказа) “наблюдаемыми” и – с определенной вероятностью – прогнозируемыми. В такой системе поддержки работоспособности инструмента может быть реализована замкнутая операционно – информационная цепочка “контроль и диагностирование инструмента – состояние РИ – управление состоянием инструмента (его коррекция) – управление состоянием детали – прогнозирование ресурса РИ – определение оптимального момента смены РИ – определение оптимального варианта восстановления режущей части отказавшего РИ на основе структурно – параметрического анализа его образа” [1].

В известных авторам работах прогнозирование ресурса инструмента производится, как правило, с использованием одного параметра состояния режущей части, как правило – ширины зоны износа по задней поверхности. Предлагается выполнять многопараметрическое прогнозирование ресурса режущей части РИ на основе диагностирования ее состояний по результатам контроля инструмента системой технического зрения (СТЗ). Для выполнения прогноза необходима соответствующая структурная и параметрическая информация о состоянии РИ. Одним из вариантов ее формирования является периодическая регистрация и обработка изображений зон износа с использованием СТЗ.

Известно, что период установившегося износа лезвийных РИ (в частности – резцов для прецизионного точения) для большинства инструментальных материалов характерен законом роста параметров площадок износа, близким к линейному.

Традиционное однопараметрическое прогнозирование ресурса включает построение линейной модели динамики состояния РИ по нескольким точкам – значениям выбранного параметра на начальном участке зоны установившегося износа (например, с использованием текущих значений максимальной ширины зоны T износа ( hZAmax ) по задней поверхности ( A2 )). Момент вероятного T отказа РИ определяется как результат нахождения точки пересечения модели с линией, задаваемой критерием отказа T (предельно допустимым значением параметра износа – [hZAmax ] ), определения соответствующей ординаты – собственно прогнозируемого ресурса (времени – пр или длины пути L работы РИ). Однако однопараметрическое прогнозирование в силу случайного характера изнашивания РИ не позволяет получать точного прогноза, особенно – в условиях прецизионной лезвийной обработки. Здесь для повышения качества обработки вершине рабочей части РИ сложную форму. Вследствие небольших глубин резания и значений подач именно на привершинном участке происходит интенсивное изнашивание РИ. Как показали многочисленные эксперименты, в структуре рабочей части изношенного РИ происходят значительные изменения, связанные с появлением и развитием множества дефектных элементов. Каждый из этих элементов после соответствующего роста может стать причиной отказа РИ. С учетом изложенного совершенно очевидна необходимость выявления (распознавания) зарождения этих дефектов в начальный период эксплуатации РИ, идентификации соответствующих моделей отказа и выполнения многопараметрического прогнозирования. Это является одной из отличительных особенностей разработанного подхода. В качестве доминирующей модели следует выбирать ту, которая прогнозирует минимальное значение ресурса. В ряде случаев по мере износа РИ происходит смена доминирующей модели.

Разработаны алгоритм и программа, позволяющие выполнять многопараметрическое прогнозирование состояний РИ согласно изложенному подходу. Для отработки подхода обрабатывались результаты контроля последовательности состояний резца после чистового точения. Динамика состояния РИ сопровождалась появлением и развитием проточины на задней поверхности и опусканием режущей кромки (РК).

T T Поэтому использовались критерии hZ max, hYL (величина A радиального износа – радиального смещения вершины РИ), T T hZ max (максимальная ширина проточины), hZ max (величина A Pr опускания РК). Их предельные значения (критерии отказа) определялись экспериментально.

Стратегия управления ГПМ по результатам прогнозирования непосредственно связана с технологическими характеристиками (в первую очередь – машинным временем (tм) обработки детали). Остаточный ресурс (ост) определяется как разность прогнозируемого ресурса (пр) и времени контроля.

Очевидна необходимость проверки условия:

AT max kt M, hZ где k – коэффициент запаса.

Рассмотрим некоторых моделей развития различных доминирующих дефектов (моделей наступления отказа) инструмента:

1. Доминирующий макродефект – зона износа главной задней поверхности, параметр – текущее значение T максимальной ее ширины ( hZAmax );

критерий отказа РИ – T достижение предельного значения ([hZAmax ] ). Параметрическая модель роста дефекта:

T h A T T ( 1 ) + Z max ( ).

( ) = h A2 A hZ max Z max Здесь, 1, – соответственно время текущего контроля, время приработки РИ и приращение времени между операциями контроля (распознавания) состояний инструмента.

После каждого распознавания состояния РИ проверяется условие:

T T hZA2 ( ) [hZ 2 ] ?

A max max Значительно более точным параметром является величина T площади зоны износа ( S A ), которая легко определяется по результатам обработки изображения зоны износа. Здесь критерий T T отказа РИ – достижение предельного значения ([ S A ] или S max ).

A 2 Соответствующая параметрическая модель роста дефекта:

T S A ( ).

T T S ( ) = S (1 ) + A2 A 2. Доминирующий макродефект – проточина на главной T задней поверхности ( Pr 21 ), параметр – ее высота ( hZ max ), T Pr хорошо коррелирующая с глубиной проточины, критерий T отказа – предельное значение высоты [hZ max ] (которому Pr соответствует такая глубина проточины, при которой вероятно разрушение привершинного участка режущей части РИ) Параметрическая модель роста дефекта:

T h Pr T T ( 1 ) + Z max ( ).

( ) = h Pr21 Pr hZ max Z max Доминирующими дефектами структуры режущей части РИ могут являться следы канавочного износа, выход которых на формообразующий участок режущей кромки приводит к резкому ухудшению качества обработанной поверхности, и другие. Разработанная в ОНПУ система контроля и диагностирования состояний РИ с использованием СТЗ позволяет распознавать перечисленные дефекты с высокой надежностью и выполнять многопараметрическое прогнозирование ресурса. Это обеспечивает возможность отказа от принудительной смены РИ и полное использование ресурса каждого инструмента, что позволит сокращать расход РИ.

Литература 1. Деревянченко А.Г., Павленко В.Д., Андреев А.В.

Диагностирование состояний режущих инструментов при прецизионной обработке.– Одесса: Астропринт, 1999. – 184 с.

Зубрецкая Н.А. Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, Украина ПРИМЕНЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССАМИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ Сегодня в Украине стратегическим направлением развития сферы образования является совершенствование системы управления, модернизация организационной структуры, внедрение новых технологий обучения, использование информационных технологий обеспечения управленческих решений. Важное значение для обеспечения качества процессов образования приобретает использование методов и подходов, принятых в промышленности, к которым принадлежит процесный и системный подходы, реинжиниринг процессов и структурно-функциональное моделирование.

Развитие информационных технологий управления качеством в ВУЗах должно быть ориентировано на планирование качества учебного процесса, которое достигается не только усовершенствованием сложившихся структур образования, но и за счет изменения подходов к развитию содержания и технологии образования, построения его функциональной модели. Научной основой разработки таких моделей является методология SADT, представляющая собой структурный подход к моделированию систем, эффективным инструментарием для построения моделей являются CALS-технологии и стандарты IDEF0.

В результате анализа теоретических основ и мирового опыта применения метода функционального моделирования были предложены методические и практические рекомендации по построению и использованию функциональных моделей в управлении процессами деятельности высших учебных заведений. С использованием программного средства BPWin (AllFusion Process Modeler) разработано ряд функциональных моделей: модель «процесс обучения» для подготовки магистров по специальности 8.091302 – «Метрология и измерительная техника» за полный цикл учебы;

модель функционирования кафедры в ВУЗе, содержащая характеристику всех направлений деятельности: учебную, организационно-методическую, научную. Изучены и сформулированы основные направления развития и области применения функционального моделирования в образовательной деятельности для отдельно взятых специальностей, кафедр, факультетов и ВУЗа в целом.

Предложенные модели позволяют структурировать процесс обучения, оценить качество процессов учебы в ВУЗе, определить варианты модернизации существующих процессов и взаимосвязи между ними. Модели позволят получить стоимостные и временные оценки процессов, рационализировать учебный процесс за счет изменения последовательности чтения дисциплин и их объединения, устранения повторения учебного материала, построения модели «как должно быть» с учетом требований кредитно модульной системы.

Карпусь В.Е., Котляр А.В., Иванов В.А.

Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, Украина МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОСНАСТКИ Важнейшей задачей на стадии технологической подготовки производства является выбор наивыгоднейшей структуры технологического процесса (ТП) обработки деталей и компоновок станочных приспособлений (СП). При этом различные типы станков и конструкции СП существенно отличаются по производительности, технологическим возможностям и затратам на их приобретение, содержание и обслуживание, что с одной стороны создает многовариантность выбора, а с другой – существенно усложняет задачу определения оптимальной структуры ТП и СП.

Эффективный выбор наивыгоднейшего варианта ТП изготовления деталей типа тел вращения предлагается осуществлять путем многокритериальной оптимизации. При этом в качестве критериев оптимальности приняты:

интенсивность прибыли (Iп);

трудоемкость обработки детали (Тштк);

эффективность использования электрической энергии (Kиэ);

производственная площадь (Sп), занимаемая оборудованием;

вероятность выполнения задания в установленный срок (P).

Для определения критерия интенсивности прибыли достаточно руководствоваться составляющими технологической себестоимости детали, которая включает в себя только изменяющиеся по вариантам статьи затрат.

Ц К t Ц З + РИ i УБ Oj + ЗРj + СЭj + АТОj + АЗД j + ЗЭОj Т С IП = Ц Д max.

Т ШТКj j = Здесь Ц – плановая цена детали, грн;

Ц – цена Д З заготовки, грн;

Ц – цена комплекта инструмента на j-м Рj И станке, грн;

К – коэффициент случайной убыли инструмента;

УБ Т – стойкость комплекта режущих инструментов, мин;

t – Oj основное время обработки на j-м станке, мин;

З – заработная Рj плата основных и вспомогательных рабочих с начислениями на j-м станке, грн;

С – стоимость электроэнергии, затраченной на Эj j-м станке, грн;

А – амортизационные отчисления по Оj оборудованию, технологической оснастке и производственным площадям на j-станке, грн;

А – амортизационные отчисления Тj О по технологической оснастке, которая не входит в комплектацию станка на j-м станке, грн;

З – затраты на Эj О эксплуатацию и обслуживание оборудования, оснастки и производственных площадей на j-м станке, грн;

Т – норма ШК Тj штучно-калькуляционного времени обработки на j-м станке, мин.

Трудоемкость обработки детали, которая не является абсолютным критерием и может использоваться только для сравнения ТП изготовления одной и той же детали, предлагается определять с использованием критерия "интенсивность формообразования" [1].

Ср TПЗ С L Т ШТК = i + + TТРj min.

j i =1 W N д j = j =1 Hi Здесь С – количество металлорежущих станков, задействованных в ТП, шт;

p – количество обрабатываемых поверхностей детали, шт;

Li – длина i-й поверхности, мм;

W – Hi нормативная интенсивность формообразования i–й поверхности, мм/мин;

Tпзi – подготовительно- заключительное время, связанное с обработкой партии деталей на j-м станке, мин;

Nд – размер производственной партии деталей, шт;

Tтрi – время межпозиционного транспортирования заготовки между j м и j+1-м станком, мин.

Целевая функция для определения эффективности использования электрической энергии имеет вид Т ШТ j С ((Р )+P ) К ИЭ = max.

tОj Pj + PХХj t ХХj ХХj + РСОЖj tOj СОЖj Т ШТj + PОС Т ШТj j=1 Рj ЭЛj Здесь Tштj – норма штучного времени обработки на j-м станке, мин;

Ррj – потребление электроэнергии при резании на j м станке, кВт;

Рxxj – потребление электроэнергии при холостых перемещениях на j-м станке, кВт;

txx – время холостых перемещений на j-м станке, мин;

Рсожj – потребление электроэнергии на подачу смазочно-охлаждающей жидкости на j-м станке, кВт;

Рэлj – потребление электроэнергии системами управления j-го станка, кВт;

Росj – потребление электроэнергии на освещение на j-м станке, кВт;

рj, сожj – коэффициенты полезного действия электродвигателей при резании на j-м xxj станке, – коэффициент полезного действия электродвигателей при холостых перемещениях на j-м станке.

Целевая функция для определения площадей, которые занимает производственное оборудование, имеет вид ( ) g С S П = S Oj + S Вj j + S ТРj min.

j =1 j = Здесь Soj – площадь, занимаемая j-м металлорежущим станком, м2;

SBj – площадь, занимаемая выносными устройствами j-го металлорежущего станка, м2;

S – площадь, Тj P занимаемая транспортирующим оборудованием, обслуживающим j-й станок, м ;

- коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;

g – количество транспортирующих устройств, задействованных в ТП, шт.

На вероятность выполнения производственного задания оказывают влияние интенсивности отказов и восстановлений оборудования и инструмента, воздействия которых необходимо рассматривать независимо друг от друга.

(( )) ( ) ( ) ( ) bv N -( m 1 µq, j 1 µ j v w w tS tr n n m Kj aw, - j t S µ j µq, j t r ) b j q, j P =e e e e q, j w =1 v! w! v! w!

=1 =1 w = i = Здесь j, µj – соответственно интенсивность отказов и восстановлений j-го станка, 1/мин;

q,j, µq,j – соответственно интенсивность отказов и восстановлений q–го инструмента на j-м станка, 1/мин соответственно;

n, m – количество первых членов ряда, составленного методом последовательных приближений;

v, w – соответствующие номера членов ряда;

t – время работы станка при выполнении производственного задания, мин;

tr – время работы режущего инструмента при выполнении производственного задания, мин;

– резерв времени, мин;

b – показатель степени распределения Вейбула;

a – коэффициенты для определения сверток, w, соответствующие членам ряда;

N – количество инструментов, Kj используемых при изготовлении детали на j-м станке, шт.

Эффективность технологической системы в значительной степени определяется совершенством технологической оснастки. В многономенклатурном производстве при выборе наивыгоднейшего варианта компоновки СП целесообразно использовать многокритериальную оптимизацию.

В качестве критериев оптимальности нами предлагается использовать погрешность установки заготовки ( у min), степень гибкости СП ( GСП max ), стоимость ( ССП min ), металлоемкость ( М СП min ).

Технические ограничения на выбор компоновки СП в процессе оптимизации приняты следующие: погрешность установки заготовки не должна превышать допустимую величину у [ у ] ;

степень гибкости СП должна быть больше или равна требуемой условиями производства GСП [GСП ], а время переналадки элементов СП не должно быть больше допустимого tпер [tпер ]. Металлоемкость СП должна быть меньше грузоподъемности стола станка М Г. СП ст При решении задач многокритериальной оптимизации используются следующие методы [2]: метод последовательных уступок;

выделения Парето-оптимальных решений;

введения весовых коэффициентов;

близости решения к идеальной точке.

Для выбора наивыгоднейших компоновок СП нами предлагается использовать метод последовательных уступок, в соответствии с которым вначале выполняется анализ важности критериев и ранжирование их в порядке убывания значимости характеристик. Затем назначается величина уступки по первому критерию и находится максимальное значение второго критерия и т.д. Полученное в результате оптимизации решение многокритериальной задачи, не обеспечивая оптимумов локальных критериев, будет наилучшим по совокупности характеристик.

Литература 1. Карпусь В.Е. Интенсивность формообразования технологических систем // Вестник машиностроения. – 2000. – № 2. – С. 30–34.

2. Антушев Г.С. Методы параметрического синтеза сложных технических систем. – М.: Наука, 1989. – 88 с.

Клещов Г.М. Одеський державний інститут Вимірювальної техніки, Одеса, Україна ІЄРАРХІЧНІ АВТОМАТИЗОВАНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВИРОБНИЦТВОМ Метою роботи є розробка строго формалізованого методу, заснованого на теоретико-множинних конструкціях.

Такий підхід дає можливість підійти до проблеми опису складних систем, до яких відносяться ієрархічні системи, дає можливість наділяти отримані конструкції конкретними математичними структурами, що сприяє детальному вивченню і одержанню конкретних результатів.

Основні задачі синтезу ієрархічних систем управління виробництвом відповідають державним науково-технічним програмам, сформульованим у Законі України “Про науково виробничу діяльність”.

У цьому зв’язку актуальність роботи, яка присвячена розробці алгоритмів визначення структури і властивостей ієрархічної автоматизованої системи управління виробництвом очевидна.

Для вирішення поставленої задачі в докладі використовувались методи теорії системного аналізу і синтезу оптимізації.

Наукова новизна роботи складається в розробці алгоритмів автоматизованого синтезу структури ієрархічної системи.

При синтезі оптимальної структури системи управління виробництвом найбільш ефективним є застосування підходу, заснованого на теоретико-множинних конструкціях. Даний підхід забезпечує можливість найбільше повно наділяти отримані конструкції конкретними математичними структурами і гранично узагальнено підійти до проблеми опису складних систем, до яких відносяться системи управління виробництвом. При цьому ми виходили з поняття системи S як підмножини декартового добутку деякого сімейства множин {Vi i I } S Vi, I – множина індексів, iI приймаючи до уваги існування глобальної реакції системи R : X Vi V j, iI1 jI де I1 I 2 = I і I1 I 2 = ;

X – деяка абстрактна множина, яка називається множиною становищ.

Ієрархічна n – рівнева система U являє собою:

U = ( X, Z,, ), (1), де X – множина станів системи є декартовим добутком множин n Х = Xi.

i = Множина управлінь і множина зовнішніх впливів Z є множинами відображень z Z Z : X X, : X X.

n n Z = Z i = i Причому,, так що i =1 i = z ( x ) = ( z1 ( x1 ), z 2 ( x 2 ),, z n ( xn ) ), ( x ) = ( 1 ( x1 ), 2 ( x2 ),, n ( xn ) ), для усіх x = ( x1, x2,, xn ) X, де zi Z1 : X i X i, i i : X i X i.

Будемо вважати, що множини Z i і i містять елемент такий, що ( x ) = x, для всіх x X i і для i =1, 2,, n.

Далі, : X P( X ), : X P( Z ), де P () – сукупність усіх непустих підмножин, множини m, і n n = i, = i відображень є діагональними добутками i =1 i= i : X P( X i ), i : X P( Z i ), (i =1, 2,, n ).

Так що для кожного x = ( x1, x2,, xn ) n n ( х ) = i ( x ), ( х ) = i ( x ) i =1 i = i ( x ) визначаються значеннями багатозадачних відображень ki : X k P( X i ), ( k =1, 2,, n ) (2) як перша непуста множина у послідовності An An 1... A1, m Am = k i ( xk ), ( m =1, 2,, n ).

k = i ( x) Аналогічно – перше непусте перетинання m Bm = ki ( x k ) у послідовності Bn Bn 1... B1.

k= Таким чином, ієрархічну систему (1) можна розглядати як систему, що складається з n-рівнів (i =1, 2,, n ).

Множина i j ( x ) є множиною припустимих управлінь на j -ом рівні, обумовленим станом x рівня U i. Відсутність обмежень на управління j-м рівнем з боку рівня U i, що знаходиться в стані x, виражається рівністю i j ( x ) = Z j.

Зберігаючи прийняту індексацію, ми будемо говорити, що рівень U k є вищестоящим стосовно U k, якщо k k ' (U k U k' ).

' Отже, можна говорити про упорядковану множину рівнів (3) системи U : U 1 U 2 U n, взаємозв’язок яких як зверху вниз, так і знизу вверх характеризується функціями ij й ij (i, j =1, 2,, n ) і не обмежується при цьому взаємодіями між сусідніми рівнями.

Стан x системи U будемо називати ідеальним (або рішення системи), якщо x є нерухомою крапкою багатозначного відображення, тобто x ( x ). Якщо множина нерухомих крапок відображення не порожньо ( Fix 0 ), то система U називається розв’язною.

Якщо ввести в розгляд функцію f : Z R множини Z в множину дійсних чисел, то можна говорити, наприклад, про „вартість” управління і вирішувати задачу оптимального управління в ієрархічних системах.

Для розв’язання системи U необхідно, щоб ( Fix11 0).

Дійсно, якщо x = ( x1, x2,, xn ) – нерухома крапка відображення, тоді x1 1 ( x ).

У силу визначення 1 ( x ) 11( x1 ) 0 і 1 ( x ) 11 ( x1 ), отже x1 11 ( x1 ).

Нехай x1, x 2,, x n є непустими компактними випуклими множинами в банахових просторах x1, x 2,, x n. Тоді для того, щоб ієрархічна система (1) була розв’язною, досить, щоб відображення (2) ki (1 i, k n ) були замкнутими і випуклими.

Дійсно, при цих умовах множина станів X ієрархічної системи є компактною випуклою множиною у банаховому n x = xi.

просторі i = j ( j =1, 2,, n ) У силу визначення відображень для всіх j ( x ) непустого і для кожного j x X k : j ( x ) = ( x ), k ij i= j ( x) тому для усіх є замкнутим, випуклим як непусте n перетинання випуклих множин. Тоді відображення = j буде j = задовольняти умовам замкнутості і компактності. І по теоремі Какутані маємо: Fix.

Представлені в статті алгоритми, автоматизованого синтезу системи управління, забезпечують зниження тимчасових і грошових витрат.

Література 1. Определение структуры и свойств иерархической автоматизированной системы управления механическим производством / А.Н. Богач, В.И. Живица, Г.М. Клещёв и др. // Науково-технічний журнал № 4. Холодильна техніка и технологія.– Одеса: Одеська державна академія холоду.

Український філіал Міжнародної академії холоду, Клименко С.А., Бурыкин В.В, Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, Киев, Украина ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ Сегодня рынок предлагает широкий выбор режущих инструментов из современных материалов, с покрытиями и без них, инструментальной оснастки для токарной, сверлильной и фрезерной обработки широкой гаммы конструкционных материалов.

Инструментальные материалы представлены твердыми сплавами, керметами, белой, смешанной и нитридной керамиками, ПСТМ на основе КНБ и синтетического алмаза.

Тенденции развития современных инструментов проявляются, прежде всего, в совершенствовании традиционно применяемых и разработке новых режущих пластин, державок и корпусов инструментов.

Основная номенклатура режущих инструментов оснащается сменными многогранными режущими пластинами.

Это практически всегда обеспечивает повышение режимов резания и сокращение времени простоев, снижение инстру ментальных расходов на одну деталь и дает возможность при использовании одной державки применять множество марок инструментальных материалов, обеспечивая множество геометрий инструмента. Выпускаются как пластины, соответствующие стандарту ISO 1832-85, так и оригинальных форм, являющиеся разработками фирм-производителей.

Отличительной чертой современного отрезного инструмента является наличие внутреннего отверстия для подачи СОТС, что при порезке титановых, никелевых сплавов и аустенитных нержавеющих сталей исключает наростообразование на режущей кромке. Применение локального и, в тоже время, эффективного охлаждения в зоне резания уменьшает интенсивность износа инструмента по задней и передней поверхностям, существенно повышает стойкость инструмента и обеспечивает высокое качество обработанной поверхности. Такое решение соответствует признанной мировой тенденции обработки без применения или с минимальным применением охлаждающей жидкости.

Эффективным направлением повышения стойкости инструмента и снижения шероховатости обработанной поверх ности является управление процессом образования стружки путем расширения области устойчивого стружкодробления.

Специальные формы стружколомов обеспечивают получение стружки требуемой формы и размера в зависимости от обрабатываемого материала.

Для условий обработки с удалением большого количества стружки за один проход рекомендуются инструменты, оснащенные тангенциальными режущими пластинами. При этом передняя поверхность инструмента имеет сложную форму, обусловливающую наличие спиралевидной режущей кромки, обеспечивая как устойчивое стружкодробление, так и высокие прочность и износостойкость инструмента. В тоже время, инструмент имеет положительный передний угол, что минимизирует силы резания и улучшает условий схода стружки.


Для достижения высокого качества поверхности при чистовой обработке с высокими подачами рекомендуются режущие пластины с wiper-геометрией WG. Вершины пластин выполнены в форме кривой, образованной при сопряжении главной и вспомогательной режущих кромок набором участков с малыми значениями углов в плане. Применение инструмента с мультирадиусными кромками способствует повышению производительности обработки в 2–2,5 раза.

Техническая политика передовых инструментальных фирм направлена на решение проблем обработки таким образом, что бы гамма выпускаемых инструментов позволяла снять все возможные вопросы в пределах определенной технологической операции – производятся как серии инструментов, так и единичные инструменты, спроектированные таким образом, что бы они могли обрабатывать все поверхности на изделии.

Большое внимание уделяется созданию инструментов модульной конструкции, обеспечивающих повышение производительности резания за счет сокращения основного и вспомогательного времени обработки, а также универсальных державок для быстрого съема и установки различных резцовых блоков. При этом одна и та же державка может применяться для различных операций, позволяя снизить затраты на инструмент.

Значительное внимание уделяется и унификации режущих инструментов. Разработаны и производятся токарные и расточные державки с мультиклиновым зажимом, в которые устанавливаются различные пластины, многофункциональные инструменты, рекомендуемые для наружного точения, токарной обработки торца, снятия наружных и внутренних фасок, сверления, рассверливания, расточки, внутреннего профилирования, нарезания наружной, внутренней, правой и левой резьбы.

Широкая гамма инструмента для обработки отверстий представлена цельными твердосплавными, комбинированными, со сменными головками и пластинами, сверлами, оружейными сверлами, сверлами-развертками, развертками и др.

Непрерывный рост возможностей цельных твердосплавных сверл по производительности и повышению стойкости достигается за счет совершенствования структуры твердых сплавов, применения износостойких покрытий, создания новых оригинальных конструкций инструментов и конфигураций их рабочих элементов – режущих пластин и головок.

Дальнейшее распространение находят сменные твердосплавные сверлильные головки с возможностью быстрой замены в корпусе сверла. За счет отсутствия наладки при замене инструмента, увеличенной стойкости и уменьшения складских запасов, стоимость сверлильных работ таким инструментом снижается до 60%.

На один корпус возможна установка нескольких типов сверлильных головок для обработки гаммы материалов – конструкционных и легированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия и его сплавов, чугунов. Сверла выполняются с внутренними каналами для СОТС, направленными на режущую кромку, что обеспечивает эффективное удаление стружки, повышает производительность при обработке жаропрочных и алюминиевых сплавов и качество обработанной поверхности.

Ружейные сверла выполняются как цельными твердосплавными, так и оснащенными цельной твердосплавной головкой, которая механически крепится в корпусе. СОТС подается в зону резания через внутренний канал.

На одну твердосплавную державку с внутренним подводом СОТС устанавливать несколько сменных головок, обеспечивая экономичное решение для расточки глубоких отверстий и нарезания резьбы.

Сокращение основного и вспомогательного времени, увеличение режимов обработки и стойкости инструмента, а также улучшение качества обработанной поверхности и точности обработки достигается за счет применение специальных ступенчатых фрез, которые могут быть как цельными твердосплавными, так и сборными, со сменными многогранными пластинами.

Разработаны фрезерные инструменты с пластинами, имеющими зубчатую режущую кромку, что обеспечивает снижение сил резания, увеличение стойкости инструмента, эффективное дробление и удаление стружки. Такие фрезы хорошо зарекомендовали себя при обработке глубоких карманов.

Новые технологические возможности открывает тангенциальная система фрезерования с пластинами в форме бабочки, совмещающая в себе преимущества тангенциальной системы с положительными углами резания и оптимальное дробление стружки, что обеспечивает снижение сил резания и высокое качество поверхности по сравнению с обработкой инструментами с обычными прямоугольными пластинами.

Такие режущие пластины выпускаются цельными твердосплавными или с впаяными в вершины элементами из ПСТМ. Рабочие участки пластины могут выполняться с wiper геометрией.

Новое качество резания для высокоскоростной обработки при подачах до 3,5 мм/зуб обеспечивают торцевые и концевые фрезы, оснащенные позитивными пластинами тригонной формы с большим радиусом режущей кромки.

Разработаны, так называемые, «усиленные» режущие пластины, основание которых основание шире, чем передняя поверхность. Такая форма обеспечивает надежное крепление пластины в державке и стабильность геометрических параметров инструмента. Девиз, предложенный компанией «ISCKAR» для фрез с такими пластинами – «подача не ограничена».

Универсальные фрезерные системы включают в себя несколько хвостовиков и фрезерных головок и обеспечивают максимальную жесткость крепления пластин и минимум времени на перенастройку инструмента. Головки крепятся резьбовым соединением и быстро заменяются на станке без затрат времени на наладку.

В один корпус фрезы могут устанавливаться пластины для различных фрезерных работ.

На представленных примерах в настоящей работе рассмотрены основные тенденции в области создания режущих инструментов, касающиеся форм и конфигурации рабочих элементов режущих инструментов, их установки в державках, унифицированных и модульных решений по созданию семейств режущих инструментов для широкого спектра процессов механической обработки.

Клименко С.А., Манохин А.С., Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, Киев, Украина ТВЕРДОЕ ТОЧЕНИЕ «БРЕЮЩИМ» ИНСТРУМЕНТОМ Одним из наиболее простых и эффективных способов механической обработки является точение. Максимальной производительностью по сравнению с другими методами токарной обработки характеризуется «бреющее» точение, при котором величина подачи в 10–20 раз превышает принятую при традиционной обработке.

Безвершинные инструменты, оснащенные твердыми сплавами, весьма эффективны при обработке конструкционных сталей и сплавов твердостью 40 HRC. С ростом твердости обрабатываемых материалов эффективность таких инструментов резко снижается, что обусловливает необходимость применения режущих инструментов, оснащенных ПСТМ на основе КНБ. Для токарной обработки такими инструментами материалов высокой твердости предложено понятие – «твердое» точение.

Средняя толщина среза по «бреющем» точении зависит от диаметра обрабатываемой детали, угла наклона кромки, глубины резания, подачи. В диапазоне условий обработки S = 0,5–2, мм/об;

t = 0,05–0,15мм;

= (10–60)° она находится в пределах 10–60 мкм.

Рост угла вызывает снижение относительного сдвига в нормальном направлении N, что связано с отклонением схода стружки от нормали к режущей кромке, уменьшением нормальной составляющей силы трения на передней поверхности инструмента, приводящим к увеличению угла действия и угла сдвига в плоскости, нормальной к режущей кромке. Увеличение угла схода стружки интенсифицирует деформацию материала при ее перемещении вдоль режущей кромки и росту касательной составляющей относительного сдвига T. Степень деформации материала, определяемая суммарным относительным сдвигом, снижается. Для указанных условий с увеличением от 20° до 60° величины N, и усадка стружки уменьшаются соответственно в 1,6, 1,4, 2,67, а T возрастает в 1,63 раза.

Изменение толщины среза вдоль режущей кромки резца, обусловливает переменную величину переднего угла. При этом на участках режущей кромки, примыкающих к краям стружки, наблюдается резкий рост напряжений, связанный с большим отрицательным значением действительного переднего угла.

Усадка стружки, определенная в нормальном к режущей кромке сечении, также изменяется вдоль режущей кромки, что свидетельствует о неравномерности деформации вдоль кромки и приводит к относительному перемещению частиц материала переходящего в стружку.

Основными факторами, оказывающими влияние на величину силы резания являются параметры сечения среза, величины радиуса округления режущей кромки и износа инструмента, определяющие нагрузку на режущий инструмент.

Составляющие силы резания на задней поверхности превосходят по величине силы, действующие на передней поверхности инструмента.

Большие значения угла, несмотря на увеличение толщины среза, обусловливают меньшую величину сил Py и Pz на передней поверхности. Снижение нормальных контактных напряжений, увеличение угла схода стружки по передней поверхности и, соответственно, уменьшение коэффициента трения в нормальном к режущей кромке сечении приводит к росту угла сдвига и снижению сил Np и FN, которые определяют величину тангенциальной и радиальной составляющей силы на передней поверхности резца.

Рост скорости резания приводит к снижению сил резания.

Повышение подачи вызывает увеличение толщины среза, что обусловливает возрастание сил, действующих на передней поверхности инструмента. Силы, как на передней, так и на задней поверхностях, увеличиваются также из-за изменения длины кромки инструмента, контактирующей с обрабатываемым материалом. Аналогичным образом влияет на силы резания глубина резания.

Наибольшее влияние на температуру в зоне контакта оказывает скорость резания и угол наклона режущей кромки инструмента. При изменении скорости резания в диапазоне от 0,5 до 1,5 м/с, температура возрастает с 880° до 1060°. С ростом угла наклона режущей кромки от 30° до 60° средняя температура резания увеличивается от 800° до 1030°.


При прочих равных условиях, обработка с углами наклона режущей кромки (30–40)° дает возможность применять более высокие скорости резания без существенного снижения периода стойкости инструмента. В тоже время, исходя из условия обеспечения виброустойчивости инструмента, выражающемся в максимальном отношении толщины срезаемого слоя и длины активной части режущей кромки, угол наклона режущей кромки при "бреющем" точении следует назначать в диапазоне (40–50)°.

Шероховатость обработанной поверхности при “бреющем” точении зависит не только от режимов обработки, угла, переднего и заднего углов инструмента, свойств обрабатываемого материала, но и в большой степени определяется радиусом округления режущей кромки и степенью износа инструмента – высота микронеровностей снижается с ростом радиуса округления режущей кромки, а дефекты на задней поверхности инструмента копируются на обработанной поверхности изделия.

Для практического применения рекомендуется режущий инструмент с радиусом округления режущей кромки 70 мкм. В таком случае режущая кромка инструмента сохраняет свою форму на протяжении всего периода стойкости.

Шероховатость обработанной поверхности в зависимости от применяемых подач составляет: при S = 0,09–0,67 мм/об – Ra 0,3–0,6, Rz 1,5–6;

при S = 0,67–1,30 мм/об – Ra 0,6–0,8 мкм, Rz 6–9;

при S = 1,30–2,00 мм/об – Ra 0,80–1,25, Rz 8–15.

Термобарические условия процесса резания оказывают непосредственное влияние на упрочнение и структуру поверхностного слоя изделия. Высокая температура, возникающая в зоне резания и интенсивно отводимая в массивную деталь, и контактные нагрузки со стороны задней поверхности инструмента до 3 ГПа обусловливают изменение микротвердости материала поверхностного слоя и формирование в его приповерхностной части «белого» слоя. Нужно отметить, что «белый» слой во впадинах неровностей на обработанной поверхности более чем в 2 раза толще, в сравнении с вершинами неровностей.

Упрочнение обрабатываемого материала в результате «бреющего» точения составляет 60–130 %. Причем, упрочне ние для случая обработки инструментом с меньшим радиусом округления режущей кромки, за счет большей контактной нагрузки, существенно выше. В целом, наибольшее упрочне ние обработанной поверхности наблюдается в области вершин неровностей, что связано с аномальными пластичес кими деформациями на краях контактного участка инстру мента с обрабатываемым материалом.

Выполненный комплекс исследований позволил выявить особенности механики и теплофизики контактного взаимодействия в зоне резания, закономерности формирования состояние поверхностного слоя при обработке деталей из сталей и сплавов высокой твердости точением «бреющим»

инструментом, оснащенным ПСТМ на основе КНБ.

Полученные результаты являются основой для оптимизации и практического использования перспективного высокопроизводительного метода чистовой обработки – твердого «бреющего» точения.

Кремнев Г. П., Наддачин В. Б., Тимотин В.

Одесский национальный политехнический университет, Одесса, Украина УПРАВЛЕНИЕ СТОЙКОСТЬЮ СВЕРЛ ПРИ СВЕРЛЕНИИ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА Повышение стойкости сверл при обработке отверстий малых диаметров является важной технико-экономической проблемой. До полного затупления длина обработки отверстий сверлами малого диаметра составляет в зависимости от марки материала всего лишь 10…15 мм. Для увеличения стойкости сверл, как известно, применяют смазочно-охлаждающие составы с высокой адгезионной способностью, хорошими смазывающими свойствами и высокой теплостойкостью. Но, в малое отверстие они проникают плохо, поэтому при обработке отверстий малого диаметра часто используется раствор олеиновой кислоты.

Применение раствора олеиновой кислоты позволяет увеличивать стойкость сверл между переточками, но оказывает вредное влияние на здоровье людей. При обработке отверстий происходит разбрызгивание раствора, что вызывает загрязнение рабочего места. Олеиновая кислота в несвязанном состоянии вызывает кожные заболевания рук, а продукты испарения оказывают вредное воздействие на дыхательные органы человека.

Для устранения этих недостатков на кафедре “Технологии машиностроения” Одесского национального политехнического университета были разработаны и исследованы карандаши твердой смазки (КТС) различных составов:

• химически активные или коррозионно-активные, обладающие комплексом различных свойств и образующие новые соединения (сера, хлор, фосфор, теллур и др.);

• поверхностно активные, обладающие как смазочным действием, так и адсорбирующим эффектом (содержащие карбоновые кислоты, например, стеариновую, жиры, воски, мыла и др.).

Карандаш твердой смазки представляет собой цилиндр диаметром 16 мм и длиной 50 мм. Карандаш является твердым раствором входящих в него компонентов на основе стеарина.

Стеарин играет положительную роль как смазывающего, так и охлаждающего вещества. При содержании стеарина более 80 % эффективность положительного воздействия твердой смазки уменьшается. Стеарин наряду с хорошими смазывающими свойствами, имеет низкую адгезионную способность, поэтому эффективность воздействия стеарина как твердой смазки уменьшается при форсировании режимов резания. Уменьшение количества стеарина до 75 % и ниже изменяет консистенцию состава, ухудшает затвердевание расплава карандашей твердой смазки.

Олеиновая кислота оказывает смазывающее и охлаждающее действие. В предлагаемых составах количество олеиновой кислоты более 18% нежелательно, так как приводит к изменению консистенций составов, худшему затвердеванию при отливке в формы, уменьшение ее процентного содержания до 12% и ниже ухудшает эффективность действия смазки при сверлении. Олеиновая кислота, находящаяся в связанном состоянии, не оказывает вредного воздействия на организм человека.

Соляровое масло и солидол повышают смачиваемость, адгезионную способность и имеют антикоррозионные свойства.

Карандаши твердой смазки также включают в себя разные добавки, которые уменьшают коэффициент трения во время обработки и оказывают полирующее действие.

В ходе исследований, которые проводились на кафедре для карандашей твердой смазки: КТС №1, КТС №2, КТС №3, велась обработка отверстий сверлами из Р6М5, в деталях из высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали марки ШХ15 (сравнивалось сверление с КТС и раствором олеиновой кислоты) и коррозионно-стойкой стали марки Х18Н9Т (сверление с КТС и в сухую). В процессе сверления карандаш твердой смазки периодически прижимался к режущему инструменту. На рисунке 1 представлены диаграммы зависимости износа сверл от пройденного пути.

Исследования показали, что при использовании стали марки ШХ15, меньший износ по вершине и по задней поверхности оказался у сверл, для которых в качестве смазки использовали КТС №1 и КТС №2, а для Х18Н9Т - КТС №2, КТС №3.

Использование карандашей твердой смазки способствует уменьшению износа сверла и не влияет на здоровье рабочего.

Указанные составы КТС №1,2,3 можно применять как на операциях лезвийной, так и абразивной обработки, например, заточки тех же сверл.

Износ по задней поверхности Износ по вершине б) Рисунок 1 – Зависимость износа от пройденного пути:

а – сталь марки ШХ15;

б – сталь марки Х18Н9Т Кремнев Г. П., Наддачин В. Б. Одесский национальный политехнический университет, Одесса, Украина ТЕНІКО-ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА ТЕХНОЛОГІЧНОСТІ КОНСТРУКЦІЙ Для оцінки технологічності (Т) конструкції деталей в повному обсязі можна використати собівартість, її виготовлення – основний показник технічних і технологічних рішень. На етапах виготовлення і експлуатації деталі також можна використовувати для оцінки Т такі показники, як матеріаломісткість, енергомісткість, трудомісткість тощо. Ці показники ми можемо використовувати при наявності хоча б маршрутного технологічного процесу, а при його відсутності, як частіше всього буває на етапі проектування технологічного процесу (маршрутного або маршрутно-операційного) виготовлення деталі, оцінюють рівень технологічності конструкції деталей, користуючись декільками допоміжними показниками. Найчастіше це коефіцієнти: уніфікації (Ку), точності (Ктч), шорсткості поверхні (Кш), використання матеріалу (Квм) тощо. Ряд цих коефіцієнтів можна побільшити, і це буде краще, але інформація окрім креслень деталей та довідників відсутня, і тому зробимо змогу розробити на основі цих чотирьох коефіцієнтів – тобто на обмеженій базі інформації скорочений комплексний показник технологічності (К), який буде мати такий вигляд:

К = С1 ·Ку + С2 ·Ктч + С3 ·Кш + С4 ·Квм, де С1;

С2;

С3;

С4 – вагові коефіцієнти, що визначають ступінь впливу того чи іншого показника Т на собівартість виготовлення деталі в діапазоні від 0 до 1. Коефіцієнти С2 і С рівні між собою за походженням.

На прикладі деталей класу „корпус” (корпуси, кронштейни, стійки) з отворами по Н7 та Rа 1,25, масою до кг розглянемо хід рішення кількісного показника К. Для конкретної деталі з чорних металів, скоріше чавунів СЧ18...СЧ20 і завданням на рік для серійного виробництва сформуємо мінімальні та максимальні значення 4-ох коефіцієнтів: Ку = 0,75...1,0;

Ктч = 0,85...0,92;

Кш = 0,3...0,45;

Квм = 0,42...0,8.

Для аналізу були взяті корпусні деталі середньої складності з верстатобудування та будівельного машинобудування.

Для деталей інших класів показані вище коефіцієнти будуть мати інші діапазони: так 0,6 Ку 1;

0,84 Ктч 1,0;

0,2 Кш 0,5;

Квм = 0,25...1,0.

За думкою Маталіна А.А. та статданими машинобудування України у складі собівартості деталі матеріали досягають 40% і найбільші у корпусних деталей, тому С4 складає 0,8. С2 і С3 залежать від розміру похибки і шорсткості: в нашому разі для Н7 та Rа = 1,25 мкм - тобто для нормальних вимог точності деталі назначимо С2 = С3 = 0,5.

Коефіцієнт уніфікації через номенклатури інструментів та деякі інші фактори буде найменшим по впливу і складає 0,1.

Після нескладних розрахунків будемо мати Кmіn = 0, та Кmах = 1,825, а реальний об’єкт – корпус буде мати К = 1,1.

Якщо корпус виготовити з прокату, чи куванням, чи з штамповки (замість корпусу з чавуну використовуємо стальний корпус) ми будемо мати К = 1,0;

1,1;

1,43.

Аналізуючи цифрові дані, можна сказати, що деталь – примірник є технологічною, але є деякі негативні моменти, що позначаються на можливостях застосування прогресивних рішень при обробці.

Зону припустимих значень К можна розділити на ділянки:

• К = 0,985...1,05 – значна вартість виготовлення;

• К = 1,05...1,5 – варіант більш менш оптимальний, але можна виявити суттєві резерви;

• К = 1,5...1,825 – зона відповідає усім вимогам обробки, поверхні можна обробити прогресивними методами, витрати мінімальні.

Для кожного типу, групи, підкласу деталей можливо розробити такі експресивні методи оцінки потенціальних витрат і користуватись ними на початку проектно технологічних робіт.

Кузей А.М., Лебедев В.Я., Францкевич А.В.

ГНУ «Физико-технический институт НАН Беларуси», Минск, Беларусь О МЕХАНИЗМЕ ИЗНАШИВАНИЯ ПРАВЯЩЕГО ОДНОКРИСТАЛЬНОГО АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА Точность профилирования и правки абразивного, алмазно-абразивного инструмента определяется износостойкостью алмазного (алмазоабразивного) инструмента. В свою очередь износостойкость кристалла алмаза зависит от концентрации легирующего элемента (в основном азота), формы присутствия азота в решетке, концентрации и распределения примесей в решетке алмаза, дефектов кристаллического строения – концентрации, размеров, распределения пор, включений и микро (нано) трещин.

Свойства и структура природного алмаза изучены весьма подробно. Исследования проводились на высококачественных, бесцветных, бездефектных кристаллах. «Дефектным» с точки зрения отклонения состава, цвета кристаллов от беспримесных, бесцветных, в частности цветных, уделялось значительно меньше внимания. К таким кристаллам относятся алмазы, содержащие графит, карбид кремния: серые, черные, составляющие значительную часть алмазов, используемых в промышленности. Свойства таких кристаллов определяются концентрацией, распределением, частиц графита в кристалле.

Данные о структуре графитосодержащих кристаллов, ее влияния на износостойкость немногочисленны и в ряде случаев противоречивы, хотя она определяет уровень эксплуатационных характеристик инструмента.

Методами оптической и электронной сканирующей атомно-силовой металлографии изучена морфология поверхностей износа кристаллов алмазов в инструменте «алмаз в оправе», их микроструктура и эксплуатационные характеристики.

Исследована партия изношенного алмазного инструмента в количестве 120 шт., изготовленного из кристаллов массой 0,5-0,7 карат и применявшаяся при правке круга абразивного круга из электрокорунда белого. Анализ характера износа алмазов в оправе показал, что по видам износа кристаллы можно разделить на следующие группы:

кристаллы с плоской и гладкой поверхностью износа;

кристаллы с плоской площадкой износа и следами обработки;

кристаллы с плоской площадкой износа и развитым микрорельефом;

кристаллы с частичным или полным разрушением площадки износа. Наиболее развитый микрорельеф площадок износа образуется на кристаллах черного и серого цвета. В кристаллах алмаза серого цвета с различными оттенками и черного цвета в процессе обработки формируется микрорельеф различной морфологии. На прозрачных, с оттенком серого цвета алмазах, в процессе обработки образуются плоские площадки с дефектами в виде микрократеров и микротрещин. В микротрещинах и на поверхности площадок присутствуют частицы обрабатываемого материала, которые не удаляются при кипячении в царской водке. В кристаллах насыщенного серого цвета полупрозрачных переходных к черному цвету, и уже не прозрачных, формируются более развитые микрорельефы двух типов: плоский и объемный. Объемный микрорельеф представляет собой совокупность округлых, вытянутых блоков, плоский – сеть канавок (микротрещин, борозд) в площадке, разделяющих ее на отдельные зерна. На черных кристаллах выделяется три типа микрорельефов: плоский, с углублениями в форме канавок и объемный в форме блоков. На поверхности площадок износа этих кристаллов также присутствуют частицы обрабатываемого материала. Механизм износа алмаза определяется характером взаимодействия с обрабатываемой поверхностью. В зависимости от обрабатываемого материала и условий контактного взаимодействия имею место следующие механизмы износа: адгезионный, абразивный, диффузионный и их сочетания. Каждому виду износа соответствует характерный вид поверхности алмаза: адгезионному – бугристая поверхность;

абразивному – риски, параллельные направлению шлифования;

диффузионному – гладкая площадка износа;

комбинированному – сочетание соответствующих видов.

При правке абразивных кругов на основе корунда и карбида кремния износ алмаза происходит вследствие абразивного износа, либо хрупкого разрушения. Характер износа зависит от прочности кристалла: более прочные разрушаются в результате абразивного износа, менее прочные из-за хрупкого разрушения. Основной причиной износа и хрупкого разрушения является динамическое воздействие зерен корунда на поверхность кристалла. В результате множества ударов зерен абразива в поверхностном слое формируется сеть микротрещин, снижающая его прочность.

Кристалл изнашивается при непрерывном скалывании ультрадисперсных частиц, либо при пониженной прочности хрупко разрушается при распространении нескольких трещин в объеме кристалла. Плоские гладкие площадки, а также площадки со следами износа образуются на прозрачных кристаллах серого цвета различной интенсивности. На небольшой части таких кристаллов площадки частично, либо полностью разрушены. Однако в морфологии поверхности разрушения площадок присутствуют отдельные элементы гладких участков. Следовательно, разрушению вершины кристалла предшествовало образование плоской площадки, а данный вид износа является комбинированным и складывается из абразивного износа и хрупкого скалывания. Присутствие на гладких площадках частиц абразива, внедренных в кристалл и микрократеров на поверхности кристалла, показывает, что формирование гладкой поверхности износа происходит в результате множеств микроразрушений дефектного поверхностного слоя и отделения ультрадисперсных частиц (50-100нм). Однако, образование плоских и объемных микрорельефов на поверхности графитосодержащих кристаллов не может быть только следствием абразивного износа. Образование рельефов с различной морфологией обусловлено неоднородностью состава микроструктуры кристалла. Микроструктуру кристалла формируют частицы графита, их размеры, распределение и форма присутствия в кристалле. Участки с повышенным содержанием графита изнашиваются с большей скоростью, чем соседние, с меньшим содержанием графита, формируя микрорельеф, отражающий распределение графита и, следовательно, микроструктуру кристалла. В местах скопления частиц графита при воздействии зерен абразива формируются глубокие канавки, не совпадающие с направлением шлифования. В местах скопления крупных частиц графита формируются углубления и канавки. В случае равномерного распределения ультрадисперсных частиц графита под воздействием зерен абразива формируются гладкие площадки износа, либо объемный микрорельеф. Таким образом, формирование на площадках износа рельефов с различной морфологией не обусловлено микроструктурой кристалла алмаза. В данном случае абразивное воздействие играет роль травителя.

Химическим травлением поверхности кристалла алмаза выявляли выход дислокаций, ступени растворения и роста.

Выявление микроструктуры алмаза подразумевает неоднородное строение кристалла, который по всем характеристикам является изотропным (бесцветный, бездефектный кристалл). При воздействии на поверхность кристаллов алмаза расплавов со слабо окислительными свойствами при 775-1075К на поверхности выявляются чередующиеся микрорельефы. Образование таких рельефов обусловлено микроструктурой алмаза. Выявляющиеся при воздействии растворителя «частицы» являются алмазом и элементом микроструктуры монокристалла. Об этом свидетельствуют треугольники травления на основе и «частицах» и выявления «частиц» в ямках травления. На поверхности непрозрачных черных кристаллов с большей концентрацией графита, чем в серых кристаллах алмаза, при воздействии травителя, образуются более грубые, неоднородные микрорельефы. Образование таких рельефов указывает на неоднородное распределение ультрадисперсных частиц графита по микрокристаллу алмаза.

Помимо графита, наиболее значительное влияние на твердость алмаза оказывает азот. Потому нельзя исключать, что в монокристалле неравномерно распределен не только графит, но и азот. Эти вопросы исследуются и результаты будут представлены позднее. При этом, часть кристаллов алмаза для правящего инструмента предварительно подвергались термобарической обработке и имплантации азотом с последующей термобарической обработкой.

Ларшин В.П.,Одеський національний політехнічний університет, Одеса, Україна Грисенко Е.В., Макаров В.Ф. Пермський державний технічний університет, Перм, Росія ПРОБЛЕМИ ЗАСТОСУВАННЯ МАСТИЛЬНО ОХОЛОДЖУЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ЗАСОБІВ У ТЕХНІЦІ Й ТЕХНОЛОГІЇ Різні мастильно-охолоджуючі технологічні засоби (МОТЗ) одержали широке поширення в техніку й технології. У ряді конструкцій машин і механізмів (двигуни внутрішнього згоряння, дизельні двигуни, редуктори, передавальні механізми й підшипникові вузли), а також у ряді технологічних процесів (при обробці різанням, тиском і т.д.) без цих засобів взагалі неможливо обійтися. Велика кількість виробників, широка номенклатура вироблених ними масел, змащень, присадок, і інших технологічних засобів, ставлять перед споживачами складне завдання вибору найкращого продукту по співвідношенню "ціна-якість".



Pages:   || 2 | 3 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.