Жилєнков Віталій Миколайович. Фізико-технічні процеси вибору та нанесення покриття, прогнозування режимів механічної обробки РІ з покриттям

brief description

Жилєнков Віталій Миколайович. Фізико-технічні процеси вибору та нанесення покриття, прогнозування режимів механічної обробки РІ з покриттям : Дис... канд. наук: 05.03.07 - 2009.

Жилєнков В.М. Фізико-технічні процеси вибору та нанесення покриття, прогнозування режимів механічної обробки РІ з покриттям. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.07 процеси фізико-технічної обробки. Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" Харків, 2008 р.
Дисертація присвячена питанням вдосконалення та розробки фізико-технічних основ процесу нанесення та вибору покриття, прогнозування режимів механічної обробки РІ з покриттям для чорнових та напівчистових операцій.
В роботі був розроблений комплексний метод вибору ефективного покриття, прогнозування необхідних технологічних параметрів процесу його нанесення та режимів різання. Прогнозування здійснюється за допомогою залежностей між технологічними параметрами процесу нанесення покриття та його фізико-механічними характеристиками, між режимами різання, ефективністю та працездатністю РІ з покриттям, що дозволяє визначати раціональні значення параметрів, які забезпечують досягнення необхідних експлуатаційних властивостей покриття для РІ при чорнових та напівчистових операціях. Експериментально визначені залежності стійкості, відносної стійкості, об'єму видаленого матеріалу за період стійкості та відносного видаленого об'єму при напівчистових операціях механічної обробки високоміцного чавуну від технологічних параметрів процесу нанесення покриття та режимів різання, вибрані раціональні значення параметрів його нанесення та режими різання.
Запропонований метод дозволяє отримати комплексний технологічний процес нанесення покриття та визначити ефективні умови його застосування, розробити реальну адаптивну систему керування для установки нанесення покриття та підвищити ефективність їх практичного застосування. Практичні результати дисертаційної роботи, адаптивна система керування установкою для нанесення покриття у вигляді комп'ютерної програми на підставі запропонованого методу упроваджені на ДП ХМЗ ФЕД, де отриманий річний економічний ефект в об'ємі 77 тис. грн., а також в учбовому процесі кафедри "Робототехніка" Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "ХАІ".

В роботі розроблені фізико-технічні основи процесу вибору та нанесення покриття, прогнозування режимів механічної обробки РІ з покриттям, які дозволяють забезпечити вибір покриття, режимів його нанесення та раціональних режимів його експлуатації.
1. Були отримані залежності між технологічними параметрами нанесення покриття та його фізико-механічними властивостями, між режимами різання, ефективністю та працездатністю РІ з покриттям, які дозволяють визначити конкретні раціональні технологічні параметри, що забезпечують досягнення необхідних експлуатаційних властивостей покриття для РІ при чорнових та напівчистових операціях.
2. Запропоновано формалізований метод вибору ефективного покриття, прогнозування ефективних умов нанесення покриття та режимів різання, який дозволяє спрогнозувати ефективні технологічні параметри процесу нанесення покриття та режими механічної обробки при чорнових та напівчистових операціях, що забезпечують максимальний об'єм видаленого матеріалу за період стійкості, отримати комплексний технологічний процес нанесення покриття та визначити умови його застосування (вперше).
3. Надані критерії оцінки ефективності обраного покриття на основі функціональних та вартісних характеристик покриття, які дозволяють провести вибір ефективного покриття залежно від необхідних експлуатаційних властивостей за критерієм максимальних відносних об'ємів видаленого матеріалу за період стійкості або відносної стійкості (вперше).
4. Визначені залежності стійкості, відносної стійкості, видаленого об'єму матеріалу за період стійкості та відносного видаленого об'єму при напівчистових операціях механічної обробки високоміцного чавуну від технологічних параметрів нанесення покриття та режимів різання, вибрані раціональні технологічні параметри процесу нанесення покриття та режими різання для великої кількості різних покриттів, які використовуються та можуть бути використані у відповідних технологічних процесах.
5. Отримані залежності стійкості РІ з покриттям, які дозволяють визначити та призначити задану стійкість РІ, режими різання та нанесення покриття, що необхідно визначати при механічній обробці пластинами з покриттям на верстатах з ЧПК. При рівних величинах стійкості обираються режими з більшою продуктивністю.
6. Експериментальне дослідження покриття 0,8ZrN + 0,2HfN в умовах механічної обробки високоміцного чавуну дає підвищення стійкості в 2,5 рази в порівнянні з РІ без покриття за рахунок раціонального вибору технологічних параметрів, об'єм видаленого матеріалу був збільшений на 30% за рахунок раціонального вибору режимів різання.
7. Дослідження характеру та динаміки зносу пластин компанії "Sandvik Coromant", Т15К6 та ТН20 показав, що покриття 0,8ZrN + 0,2HfN стримує зростання лунки зносу на передній поверхні більш ніж в 2 рази, працездатність РІ з покриттям зберігається за наявності покриття поблизу вершини, а також при його руйнуванні на більш віддалених від вершини ділянках.
8. Метод дозволяє розробити реальну адаптивну систему керування для установки нанесення покриття та підвищити ефективність їх практичного застосування. Практичні результати дисертаційної роботи, адаптивна система керування установкою нанесення покриття у вигляді комп'ютерної програми упроваджені на ДП ХМЗ ФЕД, де отриманий річний економічний ефект в об'ємі 77 тис. грн., та в учбовому процесі кафедри "Робототехніка" Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "ХАІ" при читанні ряду курсів та проведенні лабораторних робіт.